Quanten.de Diskussionsforum  

Zurück   Quanten.de Diskussionsforum > Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest.

Hinweise

Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben.

Antwort
 
Themen-Optionen Ansicht
  #11  
Alt 17.09.20, 07:47
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 14.06.2017
Beiträge: 1.371
Standard AW: Kollaps der Wellenfunktion am Doppelspalt

Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
Von daher kann ich den Widerspruch zwischen (3) und (7) nicht nachvollzuiehen.
Ein instantaner Kollaps im Sinne eines einfachen Projektionsoperators ist offensichtlich und im Gegensatz zur Zeitentwicklung per Hamiltonian kein unitärer Operator mehr.

Den Kollaps verstehe ich als pragmatisches Argument. D.h. das System Quantenobjekt + Messapparatur wird aus Gründen der Komplexität nicht mehr als Quantenobjekt behandelt.
__________________
Freundliche Grüße, B.

Überhaupt droht ja jedem universelle Geltung heischenden Ansatz die Sphinx der modernen Physik, die Quantentheorie - T. Kaluza, 1921
Mit Zitat antworten
  #12  
Alt 17.09.20, 09:11
Hawkwind Hawkwind ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 22.07.2010
Ort: Rabenstein, Niederösterreich
Beiträge: 2.410
Standard AW: Kollaps der Wellenfunktion am Doppelspalt

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Ein instantaner Kollaps im Sinne eines einfachen Projektionsoperators ist offensichtlich und im Gegensatz zur Zeitentwicklung per Hamiltonian kein unitärer Operator mehr.

Den Kollaps verstehe ich als pragmatisches Argument. D.h. das System Quantenobjekt + Messapparatur wird aus Gründen der Komplexität nicht mehr als Quantenobjekt behandelt.
Ja, ich denke, diese Schwäche der Kopenhagener Deutung ist uns allen bewusst: sie ist so eine Art "Ausrede" und kann nicht wirklich befriedigen.
Mit Zitat antworten
  #13  
Alt 17.09.20, 10:21
Benutzerbild von TomS
TomS TomS ist gerade online
Singularität
 
Registriert seit: 04.10.2014
Ort: Nürnberg
Beiträge: 2.286
Standard AW: Kollaps der Wellenfunktion am Doppelspalt

Fairerweise muss man dazu sagen, dass die genannten Probleme verschwinden, wenn man darauf verzichtet, die Quantenmechanik als Beschreibung der Realität anzusehen und sie stattdessen als reines Rechenwerkzeug begreift.

Zeilinger:

Die Annahme, dass sich diese Wahrscheinlichkeitswellen tatsächlich im Raum ausbreiten, ist also nicht notwendig - denn alles, wozu sie dienen, ist das Berechnen von Wahrscheinlichkeiten. Es ist daher viel einfacher und klarer, die Wellenfunktion ψ nicht als etwas Realistisches zu betrachten, das in Raum und Zeit existiert, sondern lediglich als mathematisches Hilfsmittel, mit Hilfe dessen man Wahrscheinlichkeiten berechnen kann. Zugespitzt formuliert, wenn wir über ein bestimmtes Experiment nachdenken, befindet sich ψ nicht da draußen in der Welt, sondern nur in unserem Kopf […] Der Kollaps der Wellenfunktion ist aber dann nicht etwas, was im wirklichen Raum stattfindet.”

Dieser Instrumentalismus insbs. nach Bohr wurde jahrzehntelang schon geradezu krampfhaft verfochten, ist jedoch recht bald bald den Philosophen sowie inzwischen auch bei ernstzunehmenden Physikern zunehmend in Verruf geraten (schon die Darstellung, das Bohr in der berühmten Debatte über Einstein “gesiegt” hätte, ist nicht aufrechtzuerhalten; Bohr hatte natürlich recht, dass man sehr genau wisse, wie die Quantenmechanik funktioniere und wie nicht, das bedeutet aber natürlich nicht, dass man auch versteht, warum sie funktioniert). Der vorgeschobene Glaube, man würde ausschließlich berechnen und dabei nichts über die Natur verstehen wollen, ist schon reichlich absurd. Man sollte diese pragmatische Haltung, die im Zuge der eigenen Forschung offene Fragen ausblendet - was ok ist - jedoch nicht zum Dogma erheben, d.h. den Kollegen und Studenten einimpfen, nichts über die Natur verstehen zu dürfen.


Ein paar Zitate insbs. aus Kopenhagen, die m.M.n. den Begriff “Dogma” durchaus rechtfertigen:

zu Bohm

We consider it juvenile deviationism.
No one had actually read the paper.
We don’t waste our time ... If we cannot disprove Bohm, then we must agree to ignore him
Oppenheimer nach dem Vortrag Bohms in Princeton, zitiert nach Max Dresden, aus David Peat (Biograf Oppenheimers)

zu Everett

http://jamesowenweatherall.com/SCPPR...heelerOxon.doc

This work suffers from the fundamental misunderstanding which affects all attempts at ‘axiomatizing’ any part of physics. The ‘axiomatizers’ do not realize that every physical theory must necessarily make use of concepts which cannot in principle be further analyzed. … The fact, emphasized by Everett, that it is actually possible to set-up a wave function for the experimental apparatus and a Hamiltonian for the interaction between system and apparatus is perfectly trivial, but also terribly treacherous; in fact, it did mislead Everett to the conception that it might be possible to describe apparatus + atomic object as a closed system. … This, however, is an illusion.
(Rosenfeld to Bergmann, 1959; Hervorhebung von mir)

With regard to Everett neither I nor even Niels Bohr could have any patience with him, when he visited us in Copenhagen more than 12 years ago in order to sell the hopelessly wrong ideas he had been encouraged, most unwisely, by Wheeler to develop. He was undescribably [sic] stupid and could not understand the simplest things in quantum mechanics.
(Rosenfeld to Belifante, 1972)

zu Zeh

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/...andp.201570056

At that juncture, Zeh's senior at Heidelberg, the Nobel Prize winner J. H. D. Jensen decided to ask Rosenfeld's advice on the paper. Rosenfeld's opinion was devastating. “I have all the reasons in the world to assume that such a concentrate of wildest nonsense [decoherence, Zeh’s re-discovery of many-worlds] is not being distributed around the world with your blessing, and I think to be of service to you by directing your attention to this misfortune.
(H‐D Zeh, Foundations of Physics, 1, 69–76 (1970). Rosenfeld to Jensen, 14 Feb 1968)


Bei Zeilinger erkennt man übrigens den Fortschritt auch bei pragmatischen Physikern, denn während er einerseits den realistischen Anspruch ablehnt, erkennt er doch an, dass die Quantenmechanik eben nicht - siehe oben - auf die Mikrowelt beschränkt ist, sondern auch für makroskopische Systeme gültig sein sollte - was im Licht auch seiner eigenen Experimente naheliegend ist.

Ich würde Zeilinger als Vertreter eines - vermutlich recht großen - Teils der Physiker ansehen, denen inzwischen klar geworden ist, dass die “Kopenhagener Deutung” nicht wirklich sinnvoll und konsistent ist - sie also durchaus ihre Probleme damit haben - jedoch keine bessere Alternative sehen.
__________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Mit Zitat antworten
  #14  
Alt 17.09.20, 10:30
Benutzerbild von TomS
TomS TomS ist gerade online
Singularität
 
Registriert seit: 04.10.2014
Ort: Nürnberg
Beiträge: 2.286
Standard AW: Kollaps der Wellenfunktion am Doppelspalt

Folgende interessante Zusammenfassung habe ich noch gefunden:

In der Standardformulierung – oder orthodoxen Interpretation – der Quantentheorie kommen zwei Arten von Gesetzen vor, die einander […] widersprechen:
Erstens die deterministische Dynamik der linearen, reversiblen Schrödinger-Gleichung. Sie gilt für ein unbeobachtetes Quantensystem. Es befindet sich in Superposition […]
Und zweitens der zufällige, nicht determinierte und diskontinuierliche so genannte Kollaps der Wellenfunktion zu einem „scharfen" Eigenzustand der Observablen (der Messgröße), wenn das System gemessen wird. Daher können wir immer nur bestimmte, eindeutige Eigenschaften messen. Hier kommt es also zum Übergang vom Mikro- zum Makrokosmos und von der Reversibilität zur Irreversibilität, denn der Messprozess lässt sich nicht mehr rückgängig machen.

Das berüchtigte Messproblem in der Quantenphysik entsteht, weil diese beiden dynamischen Gesetze nicht miteinander kompatibel sind – und kein System gleichzeitig beiden gehorchen kann, wenn man Messgeräte (oder auch Beobachter mit Bewusstsein) als gewöhnliche physikalische Systeme versteht.

Obwohl sich die Quantentheorie für alle praktischen Zwecke bewährt hat, lässt die orthodoxe Lehrbuch-Interpretation der Quantenmechanik von Bohr und Heisenberg – die so genannte Kopenhagener Deutung – offen, was eigentlich eine Messung konstituiert und wie es folglich zum Kollaps der Wellenfunktion kommt. Auch ist deren Bedeutung bis heute nicht klar.

Schrödingers Kollege Erich Hückel brachte die Verwirrung schon früh poetisch auf den Punkt:
ˋGar manches rechnet Erwin schon
Mit seiner Wellenfunktion.
Nur wissen möcht man gerne wohl
Was man sich dabei vorstell'n soll.´

(Rüdiger Vaas, Bild der Wissenschaft).
__________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Mit Zitat antworten
  #15  
Alt 17.09.20, 16:33
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
Ort: Weinstraße, Rheinld.Pfalz
Beiträge: 2.777
Standard AW: Kollaps der Wellenfunktion am Doppelspalt

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Fairerweise muss man dazu sagen, dass die genannten Probleme verschwinden, wenn man darauf verzichtet, die Quantenmechanik als Beschreibung der Realität anzusehen und sie stattdessen als reines Rechenwerkzeug begreift.

Zeilinger:

Die Annahme, dass sich diese Wahrscheinlichkeitswellen tatsächlich im Raum ausbreiten, ist also nicht notwendig - denn alles, wozu sie dienen, ist das Berechnen von Wahrscheinlichkeiten. Es ist daher viel einfacher und klarer, die Wellenfunktion ψ nicht als etwas Realistisches zu betrachten, das in Raum und Zeit existiert, sondern lediglich als mathematisches Hilfsmittel, mit Hilfe dessen man Wahrscheinlichkeiten berechnen kann. Zugespitzt formuliert, wenn wir über ein bestimmtes Experiment nachdenken, befindet sich ψ nicht da draußen in der Welt, sondern nur in unserem Kopf […] Der Kollaps der Wellenfunktion ist aber dann nicht etwas, was im wirklichen Raum stattfindet.”

Dieser Instrumentalismus insbs. nach Bohr wurde jahrzehntelang schon geradezu krampfhaft verfochten, ist jedoch recht bald bald den Philosophen sowie inzwischen auch bei ernstzunehmenden Physikern zunehmend in Verruf geraten ...
Soweit ich das überblicke ist Zeilingers Instrumentalismus nicht in Verruf geraten.
Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Bei Zeilinger erkennt man übrigens den Fortschritt auch bei pragmatischen Physikern, denn während er einerseits den realistischen Anspruch ablehnt, erkennt er doch an, dass die Quantenmechanik eben nicht - siehe oben - auf die Mikrowelt beschränkt ist, sondern auch für makroskopische Systeme gültig sein sollte - was im Licht auch seiner eigenen Experimente naheliegend ist.

Ich würde Zeilinger als Vertreter eines - vermutlich recht großen - Teils der Physiker ansehen, denen inzwischen klar geworden ist, dass die “Kopenhagener Deutung” nicht wirklich sinnvoll und konsistent ist - sie also durchaus ihre Probleme damit haben - jedoch keine bessere Alternative sehen.
Ist es nicht vielmehr so, dass Instrumentalismus (Zeilinger: Wellenfunktion ist nicht real, sondern reine Rechenvorschrift) und Gültigkeit der QM für makroskopische Systeme (vermitttels Dekohärenz) keineswegs in Widerspruch zueinander sind?

Im Übrigen besteht nach Zeilinger's pragmatischer Deutung keine Notwendigkeit überhaupt von einem Kollaps der WF verstanden als Rechenvorschrift zu sprechen.
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
Mit Zitat antworten
  #16  
Alt 17.09.20, 16:50
Hawkwind Hawkwind ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 22.07.2010
Ort: Rabenstein, Niederösterreich
Beiträge: 2.410
Standard AW: Kollaps der Wellenfunktion am Doppelspalt

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
...
Im Übrigen besteht nach Zeilinger's pragmatischer Deutung keine Notwendigkeit überhaupt von einem Kollaps der WF verstanden als Rechenvorschrift zu sprechen.
Der Kollaps ist keine Rechenvorschrift; er ist ja eher Metaphysik.
Eine - in diesem Sinne "minimale" - Deutung der Quantenphysik sieht dagegen die Wellenfunktion selbst als reines Hilfsmittel zur Berechnung quantitativer Vorhersagen an, und spricht ihr die "physikalische Realität" ab.
Mit Zitat antworten
  #17  
Alt 17.09.20, 17:08
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
Ort: Weinstraße, Rheinld.Pfalz
Beiträge: 2.777
Standard AW: Kollaps der Wellenfunktion am Doppelspalt

Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
Der Kollaps ist keine Rechenvorschrift; er ist ja eher Metaphysik.
Eine - in diesem Sinne "minimale" - Deutung der Quantenphysik sieht dagegen die Wellenfunktion selbst als reines Hilfsmittel zur Berechnung quantitativer Vorhersagen an, und spricht ihr die "physikalische Realität" ab.
Den ersten Satz verstehe ich nicht. Sagt das jemand?

Nach Zeilinger macht es dann Sinn, von einem Kollaps der Wellenfunktion zu sprechen, wenn man dieser physikalische Realität zuspricht. Denn dann zieht sich bei der Messung etwas physikalisch Reales instantan zusammen, was wiederum eine unphysikalische Vorstellung ist.
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus

Geändert von Timm (17.09.20 um 17:11 Uhr)
Mit Zitat antworten
  #18  
Alt 17.09.20, 18:51
Benutzerbild von TomS
TomS TomS ist gerade online
Singularität
 
Registriert seit: 04.10.2014
Ort: Nürnberg
Beiträge: 2.286
Standard AW: Kollaps der Wellenfunktion am Doppelspalt

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Soweit ich das überblicke ist Zeilingers Instrumentalismus nicht in Verruf geraten.
Auch wenn sich das immer nicht nicht rumgesprochen hat, bei einigen Freigeistern doch - s.u.

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Ist es nicht vielmehr so, dass Instrumentalismus (Zeilinger: Wellenfunktion ist nicht real, sondern reine Rechenvorschrift) und Gültigkeit der QM für makroskopische Systeme (vermitttels Dekohärenz) keineswegs in Widerspruch zueinander sind?

Im Übrigen besteht nach Zeilinger's pragmatischer Deutung keine Notwendigkeit überhaupt von einem Kollaps der WF verstanden als Rechenvorschrift zu sprechen.
Die Anwendung auf makroskopische Systeme ist mittels sicher möglich; diese erklärt auch das Auftreten makroskopischer Eigenschaften. Sie ersetzt jedoch nicht den Kollaps. Dieser wird entweder als Rechenvorschrift benötigt - oder man glaubt an viele-Welten, die die Dekohärenz ja mathematisch explizit vorhersagt.

Auch wenn man die Wellenfunktion instrumentalistisch auffasst, kann Zeilinger - bisher letztlich kein Instrumentalist - erklären, wann nun die Regel für die unitäre Zeitentwicklung und wann der Kollaps anzuwenden ist. Diese Erklärungslücke ist dem Instrumentalismus an sich geschuldet. Und das ist es, was durchaus in Verruf gerät - s.u.

Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
Der Kollaps ist keine Rechenvorschrift; er ist ja eher Metaphysik.
Eine - in diesem Sinne "minimale" - Deutung der Quantenphysik sieht dagegen die Wellenfunktion selbst als reines Hilfsmittel zur Berechnung quantitativer Vorhersagen an, und spricht ihr die "physikalische Realität" ab.
Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Nach Zeilinger macht es dann Sinn, von einem Kollaps der Wellenfunktion zu sprechen, wenn man dieser physikalische Realität zuspricht. Denn dann zieht sich bei der Messung etwas physikalisch Reales instantan zusammen, was wiederum eine unphysikalische Vorstellung ist.
Dass ein Kollaps = das von Neumannsche Projektionspostulat rechnerisch anzuwenden ist, ist im Falle wiederholter Messungen am selben System offensichtlich.

Das Problem wird durch den Instrumentalismus sozusagen von der Realität in die mentale Ebene verlagert. Zwar liegt kein offensichtlicher Widerspruch in unser Beschreibung der Natur vor, jedoch existiert eine Erklärungslücke, da wir nicht sagen können, wann genau und warum dieses Projektionspostulat anzuwenden ist. Natürlich stört das einen Instrumentalisten nicht, solange die Vorgehensweise funktioniert.

Warum benötigt man das Projektionspostulat? Wenn man z.B. bei wiederholter Orts- oder Spin-Messung die Wahrscheinlichkeit für "Outcome A" und "Outcome B" berechnet, muss man nach tatsächlichem Vorliegen des Ergebnisses "Outcome A" diesem die Wahrscheinlichkeit 100% zuweisen - also eine Projektion des Zustandes durchführen - um für die Berechnung der folgende Messung am selben Quantenobjekt tatsächlich korrekterweise diese 100% zu erhalten. Wenn zunächst p(A) = 50% ist und anschließend A gemessen wird, dann muss für die folgende Messung rechnerisch p(A|A) = 100% gelten. Ohne Projektion bliebe es aber bei 50%. D.h. die Komponente |B> des Zustandes wird nach Messung von A "wegprojiziert, man verwendet für die folgende Messung |A> mit p(A) = 100%. An dieser Vorschrift von Neumanns ändert sich nichts; letztlich handelt es sich um bedingte Wahrscheinlichkeiten im quantenmechanischen Gewand.

Natürlich kann man rein pragmatisch von einem "Update" des Wissens über das System" sprechen und auf die Regeln der Wahrscheinlichkeitsrechnung verweisen. Dennoch bleibt die Frage nach dem Wann und dem Warum offen. Der Instrumentalismus beantwortet diese Frage nicht, er behauptet lediglich, sie wäre unphysikalisch oder irrelevant.

Wie gesagt, die Kritik an dieser lediglich verlagerten Erklärungslücke bleibt bestehen - siehe folgender Beitrag.
__________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.

Geändert von TomS (17.09.20 um 19:15 Uhr)
Mit Zitat antworten
  #19  
Alt 17.09.20, 21:28
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 14.06.2017
Beiträge: 1.371
Standard AW: Kollaps der Wellenfunktion am Doppelspalt

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Dennoch bleibt die Frage nach dem Wann und dem Warum offen.
Eine Beschreibung mit Wahrscheinlichkeiten macht mMn immer dann Sinn, wenn physikalisch ununterscheidbare Systeme kein eindeutig vorhersagbares Verhalten zeigen.
__________________
Freundliche Grüße, B.

Überhaupt droht ja jedem universelle Geltung heischenden Ansatz die Sphinx der modernen Physik, die Quantentheorie - T. Kaluza, 1921
Mit Zitat antworten
  #20  
Alt 17.09.20, 23:05
Benutzerbild von TomS
TomS TomS ist gerade online
Singularität
 
Registriert seit: 04.10.2014
Ort: Nürnberg
Beiträge: 2.286
Standard AW: Kollaps der Wellenfunktion am Doppelspalt

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Eine Beschreibung mit Wahrscheinlichkeiten macht mMn immer dann Sinn, wenn physikalisch ununterscheidbare Systeme kein eindeutig vorhersagbares Verhalten zeigen.
Es geht noch nicht einmal darum, dass Wahrscheinlichkeiten genutzt werden müssen, sondern wann.

Der Punkt ist, dass Wahrscheinlichkeiten dann genutzt werden, wenn die Messung ins Spiel kommt. Und die Messung ist irgendwie etwas anderes als die unitäre Zeitenwicklung, für die man eben keine Wahrscheinlichkeiten nutzt, ohne dass jemand eine saubere Grenze ziehen kann.

Das fundamentale Problem der Quantenmechanik ist letztlich die Unfähigkeit, den Begriff “Messung” zu definieren. Und das frappierende ist, dass die Regeln der Quantenmechanik - die diesen undefinierten Begriff “Messung” enthalten - perfekt funktionieren.

Erinnert ein bisschen an die Rezepte meiner Schwiegermutter: “Und dann mussd midd Wasser nachgieß’n.” “Wann? Und wieviel?” “Des sigsd na scho.” Sie hat keine Ahnung, wie man Schäufala macht, aber es wird jedesmal perfekt.

Mich treibt aber das Messproblem mehr um, als das Schäufala-Problem; beim Schäufala bin ich Positivist.
__________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Mit Zitat antworten
Antwort

Lesezeichen

Stichworte
doppelspaltexperiment, wellenfunktion

Themen-Optionen
Ansicht

Forumregeln
Es ist Ihnen nicht erlaubt, neue Themen zu verfassen.
Es ist Ihnen nicht erlaubt, auf Beiträge zu antworten.
Es ist Ihnen nicht erlaubt, Anhänge hochzuladen.
Es ist Ihnen nicht erlaubt, Ihre Beiträge zu bearbeiten.

BB-Code ist an.
Smileys sind an.
[IMG] Code ist an.
HTML-Code ist aus.

Gehe zu


Alle Zeitangaben in WEZ +1. Es ist jetzt 23:01 Uhr.


Powered by vBulletin® Version 3.8.8 (Deutsch)
Copyright ©2000 - 2020, vBulletin Solutions, Inc.
ScienceUp - Dr. Günter Sturm