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

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  #1  
Alt 16.06.19, 09:34
Timm Timm ist offline
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Standard Sind die Interpretationen der Quantenmechanik mehr als nur Geschichten?

Die Interpretationen der QM erzählen Gegensätzliches über das Zustandekommen von Messresultaten.

Einigkeit besteht darin, daß die Messresultate den Vorhersagen der QM entsprechen.

Welchen wissenschaftlichen Fortschritt erhofft man sich von Forschung über Interpretationen der QM?
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Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
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  #2  
Alt 16.06.19, 10:44
Hawkwind Hawkwind ist offline
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Standard AW: Sind die Interpretationen der Quantenmechanik mehr als nur Geschichten?

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Die Interpretationen der QM erzählen Gegensätzliches über das Zustandekommen von Messresultaten.

Einigkeit besteht darin, daß die Messresultate den Vorhersagen der QM entsprechen.

Welchen wissenschaftlichen Fortschritt erhofft man sich von Forschung über Interpretationen der QM?
Das hatte ich mich auch schon gefragt: wenn es eh nur um "Metaphysik" (per Beobachtung ununterscheidbare "Theorien"), warum dann überhaupt forschen?

Es ist wohl so, dass die gegenwärtigen Standard-Interpretation einigen Einschränkungen unterliegen. So sei die Kopenhagener Interpretation für das Labor geeignet, aber eben nur für geschlossene Systeme anwendbar. Man fragt nach einer allgemeineren Beschreibung, die auch im Kontext von Kosmologie und Quantentheorie anwendbar ist.

Ein Beispiel sind die Untersuchungen zur "consistent histories"-Interpretation:
https://link.springer.com/article/10.1007/BF02183396
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  #3  
Alt 16.06.19, 16:34
Timm Timm ist offline
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Standard AW: Sind die Interpretationen der Quantenmechanik mehr als nur Geschichten?

Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
.

Ein Beispiel sind die Untersuchungen zur "consistent histories"-Interpretation:
https://link.springer.com/article/10.1007/BF02183396
“Consistent Histories” scheint über Kopenhagen hinaus zu gehen und das ohne den Kollaps der Wellenfunktion, in diesem Sinne ähnlich wie Neumaier’s “Thermal Interpretation”. Letztere beansprucht die Unitarität nicht zu verletzen. Ob das auch für CH gilt weiß ich nicht.

Eigentlich sollten Interpretation symphatisch sein, die ohne Viele Welten und ohne Kollaps unter Wahrung der Unitarität mit dem Formalismus der Quantenmechanik konsistent sind. Und doch, was bringt’s? Es muß ja mehr als “nur” eine intellektuelle Herausforderung sein, wenn sich hochangesehene Leute damit beschäftigen, oder?
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  #4  
Alt 19.06.21, 11:04
Mirko Buschhorn Mirko Buschhorn ist offline
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Standard AW: Sind die Interpretationen der Quantenmechanik mehr als nur Geschichten?

Die meisten Messresultate entsprechen den Vorhersagen der QM, aber eben nicht alle. Warum beobachten wir mehr Materie als Antimaterie im Universum? Sollte es sie nicht in gleichen Mengen geben? Ich denke, es lohnt sich über die Interpretation der QM den Kopf zu zerbrechen.
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  #5  
Alt 22.06.21, 05:31
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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 Timm Beitrag anzeigen
Einigkeit besteht darin, daß die Messresultate den Vorhersagen der QM entsprechen.

Welchen wissenschaftlichen Fortschritt erhofft man sich von Forschung über Interpretationen der QM?
Man erhofft sich eine umfassende und konsistente Beschreibung der Vorgänge einschließlich des Messprozesses mittels quantenmechanischer Modelle.

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Eigentlich sollten Interpretation symphatisch sein, die ohne Viele Welten und ohne Kollaps unter Wahrung der Unitarität mit dem Formalismus der Quantenmechanik konsistent sind.
Diese beiden Themen spielen eine völlig unterschiedliche Rolle.

Während das Kollapspostulat - auch wenn das einige Physiker immer noch nicht sehen wollen - aus instrumentalistischer Sicht verzichtbar ist, handelt es sich bei den Vielen Welten um eine elementare mathematische Vorhersage der Theorie. Der Anspruch ist also jeweils ein anderer: Im Falle des Kollapses liegen verschiedene jeweils konsistente Interpretationen vor, insofern ist dieses Problem aus instrumentalistischer Sicht gelöst. Das Verschwinden der Vielen Welten muss man im Kontext einer ontischen Sichtweise jedoch erklären - das ist bis heute ungelöst - oder alternativ dazu ihre Existenz akzeptierten.

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
“Und doch, was bringt’s? Es muß ja mehr als “nur” eine intellektuelle Herausforderung sein, wenn sich hochangesehene Leute damit beschäftigen, oder?
Warum? Ist eine umfassende und konsistente Beschreibung der Vorgänge einschließlich des Messprozesses nicht genug Ansporn?
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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.

Geändert von TomS (22.06.21 um 06:38 Uhr)
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  #6  
Alt 22.06.21, 10:37
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
Warum? Ist eine umfassende und konsistente Beschreibung der Vorgänge einschließlich des Messprozesses nicht genug Ansporn?
Siehst du Anzeichen, dass man den Messprozess jemals verstehen wird oder die Existenz der VW jemals verifizieren kann?

Birgt die Bezeichnung "Interpretationen" nicht schon die vorausschauende Erkenntnis der Nicht-Beweisbarkeit in sich?

Nun könntest du mit dem Inneren von Schwarzer Löchern argumentieren und ja, man kann nicht nachschauen ob die t- und r-Koordinaten tatsächlich vertauscht sind. Doch kann man prinzipiell dort hin, was für die VW nicht zutrifft. Und das macht den Unterschied.
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  #7  
Alt 22.06.21, 11:34
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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 Timm Beitrag anzeigen
Siehst du Anzeichen, dass man den Messprozess jemals verstehen wird oder die Existenz der VW jemals verifizieren kann?

Birgt die Bezeichnung "Interpretationen" nicht schon die vorausschauende Erkenntnis der Nicht-Beweisbarkeit in sich?
Gegenfrage: siehst du Anzeichen, dass man den Messprozess niemals verstehen oder die Existenz der VW explizit falsifizieren kann?

Der Begriff der Interpretationen wurde geprägt, um eben diese „vorausschauende Erkenntnis“ der Nicht-Beweisbarkeit anzudeuten. Warum aber sollte man sich von diesem Vorurteil einengen lassen?

Ich denke, man wird den Messprozess auf Basis der VW mathematisch entweder vollumfänglich verstehen können, oder man wird zeigen können, wo dies fehlschlägt. Im Erfolgsfall wäre die tatsächliche physikalische Existenz der VW natürlich nicht verifiziert, die Hypothese der Existenz wäre dann jedoch mindestens so plausibel wie die der Nichtexistenz. Warum also sollte man vorzeitig aufgeben?

Man muss ja nicht an die VWI als Wahrheit glauben, aber man kann sie doch als Forschungsprogramm ernst nehmen. Warum sollte man nicht in diese Richtung arbeiten, nur weil nicht alle Physiker davon überzeugt sind?

Schau dir mal die Geschichte um die Arbeiten von Bell an. Wenn es nach den damals tonangebenden Köpfen gegangen wäre, hätte er daran niemals arbeiten dürfen.
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  #8  
Alt 22.06.21, 17:29
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
Gegenfrage: siehst du Anzeichen, dass man den Messprozess niemals verstehen oder die Existenz der VW explizit falsifizieren kann?

Der Begriff der Interpretationen wurde geprägt, um eben diese „vorausschauende Erkenntnis“ der Nicht-Beweisbarkeit anzudeuten. Warum aber sollte man sich von diesem Vorurteil einengen lassen?
Solange Versuche scheitern die Quantenmechanik zu erweitern, verstehe ich die erste Frage als rein rhetorisch. Und solange sollte man denke ich nicht von einem Vorurteil sprechen.

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Ich denke, man wird den Messprozess auf Basis der VW mathematisch entweder vollumfänglich verstehen können, oder man wird zeigen können, wo dies fehlschlägt. Im Erfolgsfall wäre die tatsächliche physikalische Existenz der VW natürlich nicht verifiziert, die Hypothese der Existenz wäre dann jedoch mindestens so plausibel wie die der Nichtexistenz. Warum also sollte man vorzeitig aufgeben?
Ein "vollumfängliches" Verständnis des Messprozesses könnte genauso gut die VW ad absurdum führen. Aber die grundlegendere Frage ist doch, ob es da überhaupt etwas zu verstehen gibt. Verstehen wir die Nicht-Lokalität? Werden wir sie jemals verstehen?
In unserem Bemühen alles verstehen zu wollen, bürden wir uns sonderbare Krücken auf wie die, einer Rechenvorschrift ontische Eigenschaften zuzubilligen. Etwas, das mich zunehmend am meisten stört.

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Man muss ja nicht an die VWI als Wahrheit glauben, aber man kann sie doch als Forschungsprogramm ernst nehmen. Warum sollte man nicht in diese Richtung arbeiten, nur weil nicht alle Physiker davon überzeugt sind?
Ich würde die VWI als Forschungsprogramm ernster nehmen, wenn es Fortschritte gäbe, die darauf hin deuten, dass es die VW tatsächlich gibt und das "I" somit entfallen kann.
Solange das nicht der Fall ist, scheint mir hier eine Verschwendung von Talenten stattzufinden, die anderswo dringend benötigt werden. Wie die Neutrino Forschung zeigt, ist das SM nicht in trockenen Tüchern und es gibt mehr, du weißt das besser.
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  #9  
Alt 22.06.21, 19:28
Benutzerbild von TomS
TomS TomS ist offline
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Standard AW: Sind die Interpretationen der Quantenmechanik mehr als nur Geschichten?

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Solange Versuche scheitern die Quantenmechanik zu erweitern ...
Ich sprach nie davon, die Quantenmechanik zu erweitern. Meinst du z.B. GRW?

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Ein "vollumfängliches" Verständnis des Messprozesses könnte genauso gut die VW ad absurdum führen.
Nicht gleich "ad absurdum führen"; Gültigkeitsgrenzen aufzeigen, falsifizieren, ...

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Aber die grundlegendere Frage ist doch, ob es da überhaupt etwas zu verstehen gibt ...
In unserem Bemühen alles verstehen zu wollen, bürden wir uns sonderbare Krücken auf wie die, einer Rechenvorschrift ontische Eigenschaften zuzubilligen. Etwas, das mich zunehmend am meisten stört.
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 und dass dies mittels der Maxwellschen Theorie nicht sowie mittels der Quantenelektrodynamik nur eingeschränkt funktioniert. Niemand stellt das Dogma auf, man dürfe oder könne die Selbstenergie des Elektrons nicht verstehen; man erprobt verschiedene Ansätze, evaluiert deren Gültigkeitsbereich. So funktioniert Physik.

Es hat sich auch noch niemand daran gestört, wenn man denn Elektromagnetismus ontisch auffassen möchte. Erst mit der Quantenmechanik - ca. zeitgleich mit dem einflussreichen logischen Positivismus - wurde es schick, bestimmte Denkansätze verbieten zu wollen.

Wohlan, man muss sich an diesem Nachdenken nicht beteiligen, wenn man nicht möchte, aber man sollte akzeptieren, dass es eben Physiker gibt, die dies sehr wohl als relevant erachten (Einstein, Bohm, Bell, Penrose ...).

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Ich würde die VWI als Forschungsprogramm ernster nehmen, wenn es Fortschritte gäbe, die darauf hin deuten, dass es die VW tatsächlich gibt.
Die gibt es - mit jedem Phänomen, das mittels Selbstinterferenz eines Quantensystems innerhalb einer räumlich ausgedehnten Apparatur erklärt werden kann. Bei elektromagnetischen Wellen hast du damit evtl. kein Problem, obwohl man die auch nie direkt sieht, immer nur vermittelt durch die Verarbeitung einzelner elektrochemischer Signale im Gehirn. Bei Photonen kommst du ins Grübeln, bei Katzen magst du nicht mehr.

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.

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Solange das nicht der Fall ist, scheint mir hier eine Verschwendung von Talenten stattzufinden, die anderswo dringend benötigt werden. Wie die Neutrino Forschung zeigt, ist das SM nicht in trockenen Tüchern und es gibt mehr, du weißt das besser.
Das halte ich für eine ganz gefährliche Argumentation.

Wie gesagt, lies mal etwas über die Ansicht der Kopenhagener noch in den fünfziger Jahren insbs. zu den Bellschen Arbeiten; einige hielten dies auch für Verschwendung.

Ähnliches gilt für die Arbeiten von Zeh zur Dekohärenz, die heute als etabliert gilt. Sämtliche neuen mathematischen Erkenntnisse bleiben unabhängig von der jeweils angewandten Interpretation bestehen.

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?
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Geändert von TomS (22.06.21 um 19:35 Uhr)
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  #10  
Alt 22.06.21, 19:42
Quantor Quantor ist offline
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Standard AW: Sind die Interpretationen der Quantenmechanik mehr als nur Geschichten?

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Die Interpretationen der QM erzählen Gegensätzliches über das Zustandekommen von Messresultaten.

Einigkeit besteht darin, daß die Messresultate den Vorhersagen der QM entsprechen.

Welchen wissenschaftlichen Fortschritt erhofft man sich von Forschung über Interpretationen der QM?
Die Interpretationen sagen physikalisch gar nichts aus, das ist reine Philosophie.
Warum man definite Messwerte nach quantenmechanischen Wahrscheinlichkeiten misst und nicht Überlagerungszustände, wie sie durch den (unitären) Formalismus beschrieben werden, kann so überhaupt nicht erklärt werden.
Es gibt Ansätze, diese "klassischen" Messzustände zu erklären, zB. durch Dekohärenz, aber das ist völlig unabhängig von der Interpretation.
Es gibt euch eine Formulierung der Quantenmechanik, die Wentzel-Feynmannsche Pfadintegralmethode, die über alle Wahrscheinlichkeitspfade integriert, so dass mit der gesamten Information der Wellenfunktion letztlich genau ein solcher "klassischer" Zustand unter experimentellen Bedingungen resultiert, analog dem Huygens-Fresnelschen Prinzip der Elektrodynamik. Allerdings muss man auch hier Annahmen über den klassischen Zustand machen.
Letztlich sind solche Interpretationen vielleicht naturphilosophisch bedeutsam, um heuristische Annahmen über eine übergreifende Theorie zu machen, die dann über die Quantenmechanik hinausgeht.
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