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

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  #81  
Alt 26.11.15, 16:48
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TomS TomS ist offline
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Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Stimmen KD und VWI überein, daß die Informationen über das Molekül (z.B. beim C70 u.a. die Fußball ähnliche Struktur) in der Wellenfunktion bzw. im Zustandsvektor kodiert sind?
Ja.

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Beispiel, die Wellenfunktion des H2 ist schon ein reichlich komplexer Ausdruck: Welche Informationen über H2 enthält sie, lassen sich diese auflisten?
Eine Wellenfunktion eines n-Teilchen-Systems enthält die Informationen über die Wahrscheinlichkeitsamplitude in einem 3n-dim. Konfigurationsraum (Spin lasse ich der Einfachheit halber weg). Der Zustandsvektor eines solchen Systems enthält die Information (Quantenzahlen) für einen maximalen Satz paarweise kommutierender Observablen (d.h. dass bei Festlegung aller Quantenzahlen die Teilräume, die die Quanztenzahlen indizieren, sämtlich nicht-entartet = eindimensional sind); welchen Satz paarweise kommutierender Observablen du verwendest, darfst du dir aussuchen.

Ich gehe davon aus, dass diese Antwort zu Nachfragen führen wird ;-)

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Besteht weiterhin Übereinstimmung zwischen KD und VWI dahingehend, daß das Quantenobjekt (Zustand der Superposition) keine definierten (realen) Eigenschaften hat, wie Ort, Pfad, ... Fußball ähnliche Struktur?
Ja.

Ich würde generell sagen, dass beide Interpretationen vor bzw. nicht während einer Messung exakt darin übereinstimmen, was in der gegebenen Wellenfunktion kodiert ist, wie diese aussieht und wie sie sich zeitlich entwickelt.

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Wo genau liegen die Unterschiede bei der Deutung der Superposition, in der sich das Molekül befindet?
Wenn eine Superposition vorliegt, dann existiert kein Unterschied in der kodierten Information.

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
KD: nur mathematisches Konstrukt, das Wahrscheinlichkeiten voraussagt.
VWI: nicht nur mathematisches Konstrukt, sondern darüber hinaus ... ???
Unabhängig von Superposition oder nicht interpretiert die KI den Zustand im Wesentlichen instrumentalistisch, die VWI dagegen im Wesentlichen realistisch. Instrumentalistisch bedeutet, dass der Zustand als ausreichendes Werkzeug verstanden wird, experimentell überprüfbare Vorhersagen abzuleiten. Realistisch bedeutet, dass der Zustand in gewisser Weise die objektiv existitierende, reale Welt repräsentiert (und genau daher stammt die VWI; wenn ich diesen Anspruch des Realismus habe, dann muss ich an die Zweige glauben, die mathematisch auftreten; s.o. Maudlin-Trilemma)

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Beschränken wir uns auf "wobei je "Zweig" eine Lokalisierung erfolgt."
Wie genau erläutert ein Verfechter der VWI die lokale und reale Entstehung (oder Materialisation) des Moleküls in seiner Welt aus einem Quantenobjekt mit nicht definierten Eigenschaften.
Kurze Antwort: Dekohärenz

Ausführliche Antwort: folgt später ...
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Ge?ndert von TomS (26.11.15 um 16:56 Uhr)
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  #82  
Alt 26.11.15, 18:17
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JoAx JoAx ist offline
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Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Ja, das ist richtig.
"Glaube" ich nicht.

D.h. - du unterstreichst ja selbst immer, dass die VWI nichts anderes tut, als die Mathematik "wörtlich" zu nehmen. Diese Mathematik ist aber allen Interpretationen gemein. Folglich soll es in allen keinen Zufall geben!? Kann das denn sein?

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Ich habe schon öfters gehört, dass es den "Welle-Teilchen-Dualismus" (eigentlich) nicht gibt. Soll heißen, dass dieser Begriff aus der Zeit stammt, als es noch nicht klar war, dass man ein Quant so nehmen muss, wie der halt ist, und ihn nicht in die klassischen Begriffe zwingen wollen sollte. Der ist nun mal weder ein Teilchen noch eine Welle.

Nun habe ich ja quasi mit dem "Determinismus-Zufall-Dualismus" angefangen. Also stellt sich die Frage - muss man nicht auch hier weg von dem "Dualismus" und den einzelnen Begriffen aus diesem weg? => Die QM als solche ist weder deterministisch noch zufällig!

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Damit zum nächsten Punkt: Wie beschreibt/definiert man Determinismus und Zufall so, dass diese explizit nicht in die QM "rein passen"?
__________________
Gruß, Johann
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Eine korrekt gestellte Frage beinhaltet zu 2/3 die Antwort.
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  #83  
Alt 26.11.15, 18:53
TheoC TheoC ist offline
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Standard AW: In-, nono-, para- ortho-determinismus

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Jein.

Die zweite Frage ist nicht ganz korrekt; es muss lauten „warum erlebe ich die Welt so wie ich sie erlebe, (wo ich jede quantenmechanisch zulässige Welt erleben könnte)?“. Du erlebst eben zufällig eine der möglichen Welten.

Hier steckt aber letztlich das wesentliche offene Problem der VWI. Wie kommt der Zufall tatsächlich ins Spiel?
Frage: Was sind quantenmechanisch zulässige Welten? Bei einem Ereignis (einer WW) kommt es zu einer Aufspaltung in alle quantenmechanischen möglichen Wege; die sich dann widerum alle, bei der nächsten WW in jedem Zweig in alle mögliche Zweige aufspaltet.
Oder ist eine der Lottozahlen in deinem Beispiel unzlulässig?


Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Rein mathematisch existiert kein "Ereignis", sondern lediglich eine kontinuierliche Zeitentwicklung. Diese kann unter bestimmten Umständen (WW mit einem makroskopischen System einschließlich Umgebung) als extrem schnelle Dekohärenz erscheinen. Auch der Begriff "Aufspaltung" trifft nicht ganz den Punkt; auf fundamentaler Ebene existiert weiterhin ein einziger Quantenzustand.

Wir kommen jetzt zu den spannenden Fragen und kritischen bzw. offenen Punkten bei der VWI!
Irgendwie scheinen die Quantenteilchen aber, wenn de Möglichkeit gegeben ist, innerhalb einer bestimmten Zeit eine WW einzugehen- ihren Überlagerungszustand aufzugeben. Bzw. eine eindeutige (punktförmige) Wirkung zu werden, bzw. eben alle möglichen denkbaren eindeutige Wirkungen.

Wenn wir ein Photon mit einer Photonenpistole auf einen Photonendetektor hinter einem Doppelspalt feuern, wird dieses Photon mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit auf diesem Detektor von einem Elektron gefangen werden

Es hat eine eindeutige Wirkung ein kleiner schwarzer Punkt.

Nach der VWI gibt es jetzt eine unendliche Anzahl von Universen, mit allen möglichen Punkten, die das Photon als Wirkung hinterlassen kann?

Es wird aber (fast immer) zu (irgend)einem Punkt kommen, eine punktförmige Wirkung haben.

Ist doch ein Ereignis in der Raumzeit, das mit einer extrem hohen Wahrscheinlichkeit passiert. Die Quantenphysik beschreibt mit welcher Wahrscheinlkichkeit es zu welchen Ereignis kommt, aber nicht das Ereignis an sich?

Der Übergang von den Zustand der Überlagerung (zwischen Absenden und messen) in alle mögliche Zustände mit einem schwarzen, eindeutigen Punkt beschreibt das die Dekohärenz?

Ich denke ich verstehe das Konstrukt der Dekohärenz nicht. Wenn ein Quantenteil mit irgendwas eine WW eingeht, ist das eine Aufspaltung? Was unterscheidet die Dekohärenz- WW von der gezielten WW mit einem Messgerät, userer Fotoplatte?

Eine Bowlingkugel wird alle 10^-26 Sekunden (bei 300K und Normaldruck) seine Überlagerung aufgeben (lt. WIKI). Gibt es alle 10^-26 Sekunde eine Aufspaltung? Und wenn ja, wodurch unterscheiden sich dann diese Welten? Gibt es auch eine Welt in der die Bowlingkugel unvermutet nach rechts abbiegt, weil hier eben alle Bowlingkugelquantenteilchen gleichzeitig einen Kurswechsel machen?

lg
Theo
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  #84  
Alt 26.11.15, 22:59
RoKo RoKo ist offline
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Hallo TomS,
Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Hast du dir schon mal überlegt, dass es sinnlos ist, die Interpretation der QM zu diskutieren, wenn dir dazu das Grundlagenwissen fehlt? Anstatt der Behauptungen solltest du Fragen stellen.
Sicherlich fehlt mir die formale Qualifikation. Grundlagenwissen hingegen habe ich mir im Laufe der letzten Jahre angeeignet. Mag sein, dass es nicht ausreicht. Mir ist ohnehin klar, dass ich dir fachlich nicht das Wasser reichen kann. Ich werde daher deinem Wunsch entsprechen und nur Fragen stellen.
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mit freundlichem Gruß aus Hannover

Unendliche Genauigkeit ist eine Illusion
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  #85  
Alt 26.11.15, 23:12
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Zitat:
Zitat von JoAx Beitrag anzeigen
... du unterstreichst ja selbst immer, dass die VWI nichts anderes tut, als die Mathematik "wörtlich" zu nehmen. Diese Mathematik ist aber allen Interpretationen gemein. Folglich soll es in allen keinen Zufall geben!? Kann das denn sein?
Die gemeinsame Mathematik - sozusagen der gemeinsame Kern - sind der Hilbertraum und die unitäre Zeitentwicklung (= die Schrödingergleichung). Die KI weicht von der VWI dahingehend ab, dass sie zusätzlich das Kollapspostulat im Zuge einer Messung einführt, ohne jedoch präzise zu sagen, wann die Messung und wann die gewöhnliche unitäre Zeitentwicklung zur Anwendung kommt, bzw. ohne präzise zu sagen, was eine Messung denn nun genau ist.

Die KI fügt dem Kern also ein weiteres Postulat hinzu und interpretiert diese "erweiterte" QM, während die VWI darauf verzichtet und ausschließlich den formalen Kern betrachtet. Wenn man nun die Szenarien, in denen die KI von einer Messung spricht weglässt, dann benötigt man den Kollaps nicht. Und für diese Untermenge an Szenarien sind bei Interpretationen formal identisch (wobei die KI auch diesen Bereich nicht realistisch interpretieren kann, da sie im Zuge der Erweiterung auf die Messung gezwungen wäre, zumindest in diesem Kontext nicht realistisch zu argumentieren; das klingt zumindest extrem unplausibel).

Zitat:
Zitat von JoAx Beitrag anzeigen
Ich habe schon öfters gehört, dass es den "Welle-Teilchen-Dualismus" (eigentlich) nicht gibt. Soll heißen, dass dieser Begriff aus der Zeit stammt, als es noch nicht klar war, dass man ein Quant so nehmen muss, wie der halt ist, und ihn nicht in die klassischen Begriffe zwingen wollen sollte. Der ist nun mal weder ein Teilchen noch eine Welle.
Ja.

Der Begriff bzw. die gängige Erklärung suggeriert, dass je nach Beobachtung entweder eine Welle oder ein Teilchen vorliegt. Rein formal formal liegt aber weder eine Welle, noch ein Teilchen vor. Insbs. gibt es im Formalismus der QM nirgendwo eine Gleichung für Teilchen.

Zitat:
Zitat von JoAx Beitrag anzeigen
Nun habe ich ja quasi mit dem "Determinismus-Zufall-Dualismus" angefangen. Also stellt sich die Frage - muss man nicht auch hier weg von dem "Dualismus" und den einzelnen Begriffen aus diesem weg? => Die QM als solche ist weder deterministisch noch zufällig!
Ich verstehe nicht genau, worauf du hinauswillst.

Gem. der VWI ist die QM objektiv gesehen global deterministisch, subjektiv gesehen stochastisch. Gem. der KI ist die QM ohne Messung deterministisch, im Kontext einer Messung stochastisch.

Hilft dir das weiter?

Zitat:
Zitat von JoAx Beitrag anzeigen
Wie beschreibt/definiert man Determinismus und Zufall so, dass diese explizit nicht in die QM "rein passen"?
Wieder verstehe ich nicht, worauf du hinauswillst.
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  #86  
Alt 26.11.15, 23:38
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Zitat:
Zitat von TheoC Beitrag anzeigen
Was sind quantenmechanisch zulässige Welten? Bei einem Ereignis (einer WW) kommt es zu einer Aufspaltung in alle quantenmechanischen möglichen Wege; die sich dann widerum alle, bei der nächsten WW in jedem Zweig in alle mögliche Zweige aufspaltet.
Vergiss zunächst mal diese sehr anschauliche Beschreibung des Aufspaltens und der Zweige; je anschaulicher, desto weniger zutreffend.

Auch ist eine WW kein "Ereignis" im engeren Sinn, sondern ein Prozess. Es gibt kein "genau hier" und kein "genau jetzt findet die Aufspaltung statt".

Zu den quantenmechanisch zulässigen Welten: ich argumentiere der Einfachheit halber nur anhand eines Quantensystems und eher orthodox: nehmen wir an, wir haben ein Wasserstoffatom mit den Quantenzahlen bzw. den Zustand |nlm>. Nun präparieren wir das Wasserstoffatom in einem Superpositionszustand aus den Zuständen |100> und |200>. Die Zeitentwicklung wird (ohne weitere externe Felder und ohne Berücksichtigung von Strahlungsübergängen) das Wasserstoffatom in einen Superpositionszustand genau dieser zwei gewählten Zustände belassen.

Eine denkbare Welt wäre, dass das Atom im Zustand |300> angetroffen wird. Aber das ist keine quantenmechanisch zufällige Welt, da sie nicht aus den Regeln der QM für die Zeitentwicklung folgt.

Zitat:
Zitat von TheoC Beitrag anzeigen
Irgendwie scheinen die Quantenteilchen aber, wenn de Möglichkeit gegeben ist, innerhalb einer bestimmten Zeit eine WW einzugehen- ihren Überlagerungszustand aufzugeben.
Gem. der KI ist das so, wie du sagst: im Zuge der Messung einer Observablen A kollabiert ein Superpositionszustand in einen Eigenzstand |a> zu A.

Gem. der Dekohärenz ist dies nicht so: das Quantensystem entwickelt sich in einen Quantenzustand mit "wechselweise unsichtbaren Zweigen"; gem. der VWI kollabieren diese nicht in genau einen "Zweig".

Zitat:
Zitat von TheoC Beitrag anzeigen
Nach der VWI gibt es jetzt eine unendliche Anzahl von Universen, mit allen möglichen Punkten, die das Photon als Wirkung hinterlassen kann?
Sag' bitte nicht Universum.

Der Gesamtzustand kann aufgefasst werden als Superposition von Zuständen, wobei in jedem davon eine näherungsweise Lokalisierung vorliegt.

Zitat:
Zitat von TheoC Beitrag anzeigen
Ist doch ein Ereignis in der Raumzeit, das mit einer extrem hohen Wahrscheinlichkeit passiert. Die Quantenphysik beschreibt mit welcher Wahrscheinlkichkeit es zu welchen Ereignis kommt, aber nicht das Ereignis an sich?
Sag' nicht Ereignis; es handelt sich um einen (weder räumlich noch zeitlich) exakt an einem Punkt lokalisierten Prozess.

Die QM beschreibt im Zuge der Dekohärenz diesen Prozess der "Zweigbildung" und der je "Zweig" scheinbaren Lokalisierung, und zwar sowohl für KI als auch VWI. Die KI setzt jetzt noch den stochastischen Kollaps in einen dieser Zweige oben drauf; die VWI akzeptiert die weitere Exustenz dieser "Zweige".

Zitat:
Zitat von TheoC Beitrag anzeigen
Der Übergang von den Zustand der Überlagerung in alle mögliche Zustände mit einem schwarzen, eindeutigen Punkt beschreibt das die Dekohärenz?
So in etwa; die Dekohärenz ist komplizierter.

Zitat:
Zitat von TheoC Beitrag anzeigen
Ich denke ich verstehe das Konstrukt der Dekohärenz nicht. Wenn ein Quantenteil mit irgendwas eine WW eingeht, ist das eine Aufspaltung? Was unterscheidet die Dekohärenz- WW von der gezielten WW mit einem Messgerät, userer Fotoplatte?
Lass' mich mal darüber schlafen, wie ich das erklären soll.
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  #87  
Alt 26.11.15, 23:41
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Hallo zusammen, super spannend und interessant, aber es wird fast zuviel; kann jeder mal eine wesentliche Kernfrage stellen? sonst blick' ich nicht mehr durch
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  #88  
Alt 27.11.15, 12:12
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JoAx JoAx ist offline
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Ich verstehe nicht genau, worauf du hinauswillst.
Ich will darauf hinaus, dass der Begriff "Determinismus" eigentlich mehr beinhaltet, als "unitäre Entwicklung". Das ist ein an sich klassischer Begriff.

Und genau so mit dem Zufall.

"Unitäre Entwicklung" ≠ "Determinismus"
"Stochastisch" ≠ "zufällig"
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  #89  
Alt 27.11.15, 13:37
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Hallo zusammen, super spannend und interessant, aber es wird fast zuviel; kann jeder mal eine wesentliche Kernfrage stellen? sonst blick' ich nicht mehr durch
So ein Zufall (den es aber nicht gibt) ohne das gelesen zu haben.

Im Grunde müsste man sich doch fragen, ob die Spaltung VWI nur für die QM gilt oder, ob tatsächlich auch makroskopische Objekte „geteilt“ werden.

Wie (auch) JoAx geschrieben hat ist die VWI am Ende ja nur eine Interpretation eines Terms. Wenn die Vorstellung hilft, um den Term tiefer zu verstehen... Die VWI wird man meines Erachtens nie wiederlegen können, da sie Substanzlos* ist (wie für mich die Raumzeit auch). Sie VWI/Raumzeit ist aber eine Möglichkeit die Summe (möglicher unbekannter Parameter) als Summe zu interpretieren.

*Felder/Quanten haben demgegenüber sozusagen Substanz

Kernfage? z.B. Resultiert die Annahme das makroskopische Objekte ebenfalls „aufgeteilt“ werden, alleine aus der Tatsche, dass wir aus Elementarteilchen bestehen?
Kernfage? Könnten die vielen Welten nicht doch auch parallel existieren und makroskopische Objekte sich darin bewegen?
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Phantasie ist wichtiger als Wissen, denn Wissen ist begrenzt. A.E

Ge?ndert von Eyk van Bommel (27.11.15 um 13:39 Uhr)
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  #90  
Alt 27.11.15, 14:09
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JoAx JoAx ist offline
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Sie VWI/Raumzeit ist aber eine Möglichkeit die Summe (möglicher unbekannter Parameter) als Summe zu interpretieren.
Nein. Raumzeit/Mathe der QM sind Werkzeuge, die absolut notwendig sind, um die Natur korrekt zu beschreiben.

D.h. aber nicht, dass man in beiden Fällen an die Frage der "Interpretation" "gleich" herangehen muss.
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