Können klassische Wissenschaftler und Ingenieure jemals die QT verstehen?

[richy]

Hi Roko
Die Unschaerfe basiert auf physikalischem Zufall. Und die Physiker gehen davon aus, dass dieser nichtdeterminiert ist. Eine Groesse die in keinster Weise vesrtaendlich ist.
Das Chaos nichtlinearer Systeme ist dagegen determinierter Zufall. Es existiert eine algorithmische Beschreibung dafuer, lediglich in den meisten Faellen kein geschlossener analytischer Ausdruck.
Zwei voellig verschiedene Dinge.
Allerdings scheitert ein La Placescher Daemon, der in unserer Realiataet installiert ist an seiner eigenen Beschreibung.
Von daher relativiert sich der Unterschied aus physikalischer Sicht wieder etwas.
Determinierten Zufall und Unmoeglichkei der eigenen Beschreibing kann man wenigstens noch verstehen. Undeterminierten Zufall nicht.

[Gandalf]

Zitat von RoKo

.

Auch in der Quantenphysik beruht die Unvorhersagbarkeit auf unbekannten Anfangsbedingungen.

Hallo RoKo!

..ich sprach nicht von "unbekannten", sondern von "empfindlichen" Anfangsbedingungen.

Grüße

[richy]

Hi Gandalf
Genau.
unbekannte Anfangsbedingungen = echter Zufall
empfindliche Anfangsbedingungen = Chaos, determinierter Zufall

Eine VWI fuehrt aber nicht zwingend zu einem Determinismus wie dies manchmal behauptet wird. Dies beruht wohl auf der einfachen Annahme, dass die Wahrscheinlichkeitsverteilung selbst determiniert ist. In einer VWI existiert eine Multi- Moeglichkeitswelt deren RAHMEN somit von AUSSEN betrachtet determiniert waere. Am besten stellt man sich dieses Multiversum inclusive der Moeglichkeits- und Zeitachse vor.
Dann entsprich unser Universum in unserer Realitaet einem Pfad durch das Moeglichkeitsuniversum. Warum dieser Pfad gerade so verlaufen ist und verlaufen wird wie wir es erleben geht auch fuer einen (Multi-) Beobachter (Multidaemon) von aussen betrachtet zunaechst nicht aus dem Multiversum hervor. Der Multibeobachter haette zunaechst gegenueber uns sogar die Schwierigkeit zwischen verschiedenen Pfaden, verschiedenen Realitaeten zu differenzieren. Insbesonders dann, wenn unsere Realitaet keine Vorzugswelt darstellt. Stellen wir uns unser Universum aber vereinfacht mal als Vorzugswelt vor, oder irgendeine Moeglichkeit, dass jedem Universum ein fester Koordinatenwert zugeordnet ist. Die Pfade waeren z.B verschieden eingefaerbt.
Es ergibt sich die gleiche Problematik wie im 4 D Fall. Man kann den zufaelligen Verlauf jedes Pfades als chaotischen Zufall eines nun hoeherdimensionalen komplexen Prozesses deuten oder als echten undeterminierten Zufall, der von aussen auf das Multiversum wirkt. Es gibt keinerlei Veranlassung, dass sich diesbezueglich etwas aendern sollte.
Es gibt bisher auch keinerlei physikalische Bergruendung welcher Fall nun zutreffen sollte.

Meine persoenliche Meinung zu einem determinierten Universum waere, dass es en ziemlich nutzloses Spielzeug waere. Der einzigste Sinn waere, dass es existiert. Beim Multiversum waere es ein hoeherdimensionales nutzloses Spielzeug.

Man kann noch einen Schritt weiter gehen. Der echte undeterminierte Zufall kann nicht aus der physikalischen Welt auf die physikalische Welt wirken. Ansonsten waere er determiniert. Laesst sich der undeterminierte Zufall erfassen indem man nun in der Beobachtung von aussen abstrakte Raeume mit einbezieht ? Damit waere das Universum doch nun komplett.
Man haette den echten Zufall erfasst, aber beschreiben koennte man ihn dennoch nicht, denn seine Nichtbeschreibbarkeit kennzeichnet ihn ja gerade aus. Man darf nicht vergessen, dass auch die geistige Welt sich klassfizieren laesst. In logische Raeume wie die Mathematik, aber ebenso existieren qualitative Raueme wie Emotionen.
Albert Einstein vertrat wohl auch diese Meinung, denn seine Einschaetzung zum freien Willen auesserte er sinngemaess in der Form, dass er seine Pfeife dann anzuendet wenn er Lust darauf habe.

Um das Ganze zusammenzufassen. Man muss unterscheiden zwischen Moeglichkeiten und Auswahl der Moeglickeiten. Ersteres (Wahrscheinlichkeit) existiert nur dann wenn tatsaechlich ein echter Zufall existiert. Und dieser, die konkrete Auswahl kann kein Modell, keine Interpretation, keine TOE erklaeren. (Falls ein solcher Zufall existiert)

@Jogi
Fuer dein Modell ergeben sich daraus Konsequenzen.
Unter der Annahme eines determinierten Zufalls funktioniert dein Modell nicht, denn dann waere der Zufall abhaengig von den ausseren Randbedingngen. Und die sind fuer zwei verschraenkte Objekte niemals gleich.
Dein Modell kann somit die Welt nicht auf eine volkommen realistische Basis stellen. Auf der anderen Seite ist es eher vernuenftig so etwas unvernuenftiges wie einen echten Zufall anzunehmen und dies entspricht auch dem Mainstream.
Dass du die Nichtlokalitaet hier mit reinpackst gefaellt mir weniger. Denn es gaebe ja eine einfache Erklaerungsmoeglichkeit auf die du damit verzichtest.
Du packst in den Zufall einen Determinismus mit ein. Der Weg sollte aber gerade andersrum sein. Dass man allen Determinismus in Zufallsprozessen erkennt, damit der Zufall letztendlich als einzigste Nichtbeschreibbarkeit uebrig bleibt.
Nur meine persoenliche Meinung.

Eine Moeglichkeit gaebe es vielleicht noch den Zufall physikalisch aber dennoch nichtdeterminiert zu erklaeren. Indem man auf Quantenebene die Vorstellung des zeitlichen Ablaufs aufgibt. Im Grunde landet man dabei aber bei aehnlichen Ueberlegungen wie zum nichtdeterminierten Zufall, der von ausserhalb auf das Multiversum einwirkt.

Gruesse

[RoKo]

Zitat von Gandalf

Hallo RoKo!
..ich sprach nicht von "unbekannten", sondern von "empfindlichen" Anfangsbedingungen.
Grüße

Da habe ich mich falsch ausgedrückt. "unbekannt" sollte eigentlich "nicht exakt bekannt" heißen.

"empfindliche" Anfangsbedingungen meint ja, dass geringfügig abweichende Anfangsbedingungen zu höchst unterschiedlichen weiteren Entwicklungen führen können.

--------
PS: Jetzt muß ich erst einmal richys Beiträge lesen. Melde mich später wieder.

[RoKo]

Hallo richy, hallo Gandalf,

Mir erscheint es notwendig, die Begriffe "Zufall" und "Determiniert" mal umfassend zu klären. Dies kann ich derzeit nicht leisten. Daher nur ein paar kurze Bemerkungen:

Sicherlich ist es richtig, zwischen Zufall im Bereich der Quantenphysik und Zufall im Bereich der "klassischen" Physik zu unterscheiden. Radioaktiver Zerfall ist etwas anderes als das Verhalten eines rückgepoppelten Systems am Instabilitätspunkt. Der Effekt ist aber immer, dass das Verhalten des Systems nicht vollständig determiniert ist.

Den Begriff "deterministischer Zufall" halte ich für nicht sinnvoll. Mein (vorläufiger) Vorschlag wäre "kausaler Zufall", im Sinne von causa=Grund, da wir das Auftreten des Zufalls begründen können.

Hier noch eine kleine Rechenaufgabe für den Laplacschen Dämon. Gegeben seien die exakten Orte und Impulse von 10 hoch 35 Wasserstoffatomen in einem Raumgebiet fernab anderer Gravitationsquellen. Man berechne die Ortsverteilung 3 Tage nach der Supernova.

[Gandalf]

Hallo richy & RoKo

Zitat von RoKo

Auch in der Quantenphysik beruht die Unvorhersagbarkeit auf unbekannten Anfangsbedingungen.

Zitat von richy

unbekannte Anfangsbedingungen = echter Zufall
empfindliche Anfangsbedingungen = Chaos, determinierter Zufall

.. sorry Leute, damit bin ich (noch) nicht so recht einverstanden.
..damit schon eher:

Zitat von RoKo

Mein (vorläufiger) Vorschlag wäre "kausaler Zufall", im Sinne von causa=Grund, da wir das Auftreten des Zufalls begründen können.

Das ist es, worauf ich hinaus wollte:

Wir wissen doch zunächst nur, das Quantensysteme verschiedene Werte annehmen können, - warum sie dies tun, wissen wir nicht.

Im Gegensatz zu den "kausalen Zufällen" beim radioaktiven Zerfall, gibt es jedoch auch Quantenphänomene, die in hohem Maße 'vorhersagbar' sind (wie Z.B. der Ausgang des Photons beim Mach-Zehnder-Interferometer). Diese reagieren (fast) überhaupt nicht empfindlich auf die Anfangsbedingungen.

1) Wie kann etwas in dieser Art vorhersagbar sein, wenn den Anfangsbedingungen wirklich ein 'absoluter, bzw. non-kausaler' Zufall zu Grunde liegen würde?

2) Könnten hier die (negative) Rückkopplungseffeke der "Komponenten im Hintergrund" (ich will mal nicht "Viele-Welten" sagen ;-) ) am Werk sein, die uns (scheinbar stabile) "naturgesetzmäßige Erscheinungen" und Entitäten (wie z.B. die abzählbaren Objekte der klassischen Physik) "vorgaukeln"?


Grüße

[Jogi]

Hi richy.

Zitat von richy

Auf der anderen Seite ist es eher vernuenftig so etwas unvernuenftiges wie einen echten Zufall anzunehmen und dies entspricht auch dem Mainstream.

Hmm...
...ich versuch' mir grade vorzustellen, wie es eine stabile Welt geben soll, wenn auf allen Ebenen der Existenz der pure Zufall herrscht.
Wie soll da auch nur die kleinste stabile Struktur entstehen?

Dass du die Nichtlokalitaet hier mit reinpackst gefaellt mir weniger. Denn es gaebe ja eine einfache Erklaerungsmoeglichkeit auf die du damit verzichtest.

Sorry, diesen Einwand verstehe ich nicht.

Du packst in den Zufall einen Determinismus mit ein.

Tue ich das?

Der Weg sollte aber gerade andersrum sein.

Nur um sicher zu gehen:
Wir sprechen hier über Verschränkung?
-Ja?
-Gut.
Der Algo auf den beiden Teilchen startet an objektiv zufälliger Stelle. Erst dadurch dass die Startpunkte nicht unabhängig voneinander sind, entsteht ein Determinismus.
Also:
Start des Algo(paare)s = Zufall,
das weitere Verhalten der Paarung ist dann im Rahmen der verletzten Bell'schen Ungleichung determiniert.

Aber das hat schon nichts mehr mit einem eventuellen versteckten Determinismus zu tun, der zur Bildung von Anfangsstrukturen führt.
Ich streife hier nochmal B. Heim:
Wenn es nicht mehrere Metronen mit exakt identischen Eigenschaften gibt, entsteht keine Struktur.
Natürlich kann man auch hier sagen:
Identische Metronen haben eben zufällig die selben Eigenschaften.
-Kann ich mit leben.


Gruß Jogi

[RoKo]

Zitat von Gandalf

Wir wissen doch zunächst nur, das Quantensysteme verschiedene Werte annehmen können, - warum sie dies tun, wissen wir nicht.

Ich habe zumindest eine Idee.

Wenn man den Doppelspaltversuch mit einem Lichtstrahl oder einem Elektronenstrahl durchführt, dann zeigt sich stets sofort ein Interferenzmuster.

Verringert man nun kontinierlich die Intensität des Strahls, dann wird nicht das Interferenzmuster schwächer, sondern kontinuierlich lückenhafter, bis zum Schluss nur zufälliger ein Punkt übrigbleibt.

Erklärung: Es gibt eine kleinste Wirkung. Intensitätsverringerung bedeutet Verringerung der Anzahl von Wirkungsquanten.

Schlussfolgerung: Die Wellenfunktion ist stets ein Ganzes, eine Einheit. Um die damit verbundenen Möglichkeiten zu realisieren, benötigt sie jedoch mindest soviele Wirkungsquanten, wie es Möglichkeiten gibt. Sind es weniger, dann werden eben nicht alle Möglichkeiten realisiert. Die Wellenfunktion enthält dann ineffektive Partialwellen, die nicht wirken können, die aber für das Verhalten des Ganzen trotzdem eine wichtige Rolle spielen.

[richy]

Hi

Mir erscheint es notwendig, die Begriffe "Zufall" und "Determiniert" mal umfassend zu klären.

Ein Beispiel von Wiki zur naturwissenschaftlichen Determiniertheit (Determinismus)

Zitat von Wiki

Deterministisches Chaos ist ein irregulär erscheinendes chaotisches Verhalten, welches jedoch den Regeln einer deterministischen Dynamik folgt. Die scheinbare Nicht-Reproduzierbarkeit des Systemverhaltens entsteht durch die Nicht-Reproduzierbarkeit der (exakten) Ausgangsbedingungen, das heißt in chaotischen dynamischen Systemen ist die starke Kausalität nicht erfüllt: Ähnliche Ursachen führen nicht zu ähnlichen Wirkungen. Das Verhalten wird nicht durch zufällige äußere Umstände, wie beispielsweise Rauschen, verursacht.

Die Begruendung ist mit etwas vorsicht zu geniessen. Denn die Empfindlichkeit gegenueber den Anfangswerten laesst sich sogar numerisch mittels dem Ljapunow Exponenten bestimmen. Und es gibt Ausnahmen in denen trotz erwartetem Chaos eine Ordnung herrscht. (Inseln der Ordnung)

Den Zusatz "deterministisch" zum Begriff Chaos halte ich fuer ueberfluessig.
Denn Chaos ist ein Begriff der nichtlinearen Systemdynamik, die sich mit determinierten Prozessen beschaeftigt. Ein Physiker wuerde nicht auf die Idee kommen den echten, physikalischen, undeterminierten Zufall als Chaos zu bezeichnen. Mit Chaos ist immer ein determinierter Prozess gemeint.

Im Grunde laesst sich der Determinismus einfach und praegnaent definieren :

Fuer einen determinierten Prozess existiert eine konkrete nichtstochastische mathematische Beschreibung in Form eines Algorithmus.

Die Informatik unterscheidet nochmals zwischen Determiniertheit und Determinismus
innerhalb von Algorithmen :
http://de.wikipedia.org/wiki/Determi...Algorithmus%29
Dummerweise wird hier der Begriff Determiniertheit anders verwendet als in der naturwissenschaftlichen Definition. Das liegt aber wohl daran, dass es fuer Determinismus kein Eigenschaftswort gibt.
Es sollte aber klar sein was mit der Bestimmtheit, dem Determinismus gemeint ist. Wir koennen einen Prozess mathematisch exakt beschreiben und damit exakte Vorhersagen treffen. Bevorzugt in einer algorithmischen Form.
"Exakt" soll irgendwelche stochastischen Beschreibungen ausschliessen.
Und die algorithmische Form schliesst aus, dass nur geschlossene analytische Loesungen als determiniert betrachtet werden.
(Ich schreibe in Zukunft weiterhin determiniert statt determinismustisch)

Den Begriff "deterministischer Zufall" halte ich für nicht sinnvoll.

Die Bezeichnung trifft aber den Unterschied zwischen (echtem) Zufall und (determiniertem) Chaos genau auf den Punkt.

Man kann auch folgende Bezeichnungweisen verwenden :
(Echter) Zufall :
Physikalischer Zufall, echter Zufall, nichtdeterminierter Zufall ...
Chaos :
determinierter Zufall, Pseudozufall ...

Eine genaue quantitative Unterscheidung wird ueber den Entropiebelag angegeben. Pseudozufallsgeneratoren sind Beispiele fuer Chaos. Ich wuerde dennoch den Begriff determinierten Zufall oder Pseudozufall waehlen.
Sie koennen auch als sehr schoenen Anschauungsobjekt dienen, dass Pseudozufall und echte Zufall kaum zu unterscheiden sind. Denn es gibt sehr gute Pseudozufallsgeneratoren.

Mein (vorläufiger) Vorschlag wäre "kausaler Zufall", im Sinne von causa=Grund, da wir das Auftreten des Zufalls begründen können.

Diese Bezeichnungsweise faende ich nun etwas unueblich, aber man koennte sie durchaus ebenso verwenden. Bei einem Peseudozufallsgenerator liegt die Kausalitaet darin begruendet, dass der naechste Zufallswert aus bereits berechneten Werten gebildet wird.

Im Grunde ist bis auf einige Abweichungen im Sprachgebrauch noch alles klar, was denn kausaler, determinierter Zufall Pseudozufall, Chaos ist.
Aber was ist echter, physikalscher Zufall ?
Uli meinte mal : "Warum sollte der physikalische Zufall ein Problem sein ?"
Fuer mich etwas unverstaendlich.
Nehme ich weisses Rauschen als Beispiel physikalischen Zufalls gibt es ein Problem, dass sich in zweierlei Form darstellen laesst :

Die Autokorrelationsfunktion AKF ist ein Diracimpuls !
Dies betont den akausalen Charakter. Jeder Zufallswert ist vellig unabhaengig von vorherigen Ereignissen. Der Wert ist einfach da. Ohne jedlichen Grund.

Die Fouriertransformierte der AKF stellt eine Gerade dar.
Dies veranschaulicht einen Zusammenhang zur Unendlichkeit :-) Hallelulia :-)
Im Prinzip schon, aber praktisch natuerlich nicht. Denn jedes physkalische System ist bandbegrenzt. Jetzt koennte man folgern : Naja weisses Rauschen ist ja nur etwas fiktives, idealisiertes.
Noe , das ist die falsche Schlussfolgerung. Denn wenn ich mir das gesamte System als Quelle plus bandbegrenzten Kanal vorstelle, aendert die Bandbegrenzung nichts am Charakter der Quelle. Und selbst der Maistream mein : Diese Quelle gibt es !
Erfreulich :-)

Man kann sich im Falle des echten Zufalls nichteinmal damit retten, dass dieser vieleicht ein rein mathematisches Hirngespinst sei.
Ganz einfach weil es in der Mathematik keinen echten, physikalischen Zufall gibt, sondern nur Pseudozufall.
Wobei es die Mathematiker natuerlich wenig stoert AKF und Leistungsspektrum fuer einen Prozess zur Verfuegung zu stellen, den es in ihrer Welt nicht gibt.
Es gibt keinen Algo fuer echte Zufallszahlen.

Gruesse

[richy]

Hi Gandalf

.. sorry Leute, damit bin ich (noch) nicht so recht einverstanden.
..damit schon eher:

Wie im letzen Beitrag bereits dargestellt. Ob man Chaos als determinierten oder kausalen Zufall bezeichnet ist im Grunde egal. Die Mathematik kennt auch keinen Zeitbegriff, der nun "kausal" von "determiniert" abgenzt. Mathematik ist immer kausal und determiniert.
Nichtkausale oder nichtdeterminierte abstrakte, geistige Phaenomene waeren z.B. Emotionen.

Wir wissen doch zunächst nur, das Quantensysteme verschiedene Werte annehmen können, - warum sie dies tun, wissen wir nicht.

Selbst der Mainstream geht von einem echten Zufall aus.
Wir wissen also nicht nur nicht warum sie irgendeinen konkreten Zustand annehmen.
Sondern es gibt keinerlei physikalischen, mathematischen Grund dafuer.
Jo, so ist es. Scheint es zu sein

Im Gegensatz zu den "kausalen Zufällen" beim radioaktiven Zerfall,

Ich denke mal ein Schreibfehler.

gibt es jedoch auch Quantenphänomene, die in hohem Maße 'vorhersagbar' sind (wie Z.B. der Ausgang des Photons beim Mach-Zehnder-Interferometer). Diese reagieren (fast) überhaupt nicht empfindlich auf die Anfangsbedingungen.

"Mach-Zehnder-Interferometer" muesste ich mich jetzt erstmal schlau machen.
Welche Anfangsbedingungen im Zusammenhang mit Quantenmechanik ?
Der quantenmechanische Zufall hat nichts mit Anfangsbedingungen oder vorangegengenen Zustaenden zu tun. Das zeichnet diese Zufallsform gerade aus. Es ist natuerlich ein kompletter Wahnsinn. Aber was solls, der existiert.

2) Könnten hier die (negative) Rückkopplungseffeke der "Komponenten im Hintergrund" (ich will mal nicht "Viele-Welten" sagen ;-) ) am Werk sein, die uns (scheinbar stabile) "naturgesetzmäßige Erscheinungen" und Entitäten (wie z.B. die abzählbaren Objekte der klassischen Physik) "vorgaukeln"?

Meiner Meinung nach ist es ein voelliger Ploedsinn anzunehmen, dass eine VWI die Welt determinieren koennte :

Ich fuehre mit einen Spielwuerfel ein Zufallsexperiment durch.
Wenn ich nun annehme dass sechs Paralelluniersen existieren, die jeder Seite des Wuerfels zugeordnet sind, weiss ich dennoch nicht welche Seite in einer dieser Welten faellt.