Konsequenze der Quantenmechanik

[Timm]

Hallo RoKo,

Aussagen wie diese

Die quantenmechanische Wellenfunktion bezieht sich auf reine Möglichkeit:
Verstünde man sie als Beschreibung einer Wirklichkeit, also einer wirklichen Welle, hätte das absurde Konsequenzen. ... Diese rein potentielle Welle kollabiert, man könnte sagen: wird real in einem bestimmten Meßereignis.

sind typisch.
Offensichtlich hat sich dazu von Weizäcker nach 'Ich's Erläuterung

Zitat von 'Ich'
... aber sogar von Weizsäcker sagt in seinen philosophischen Exkursionen deutlich, dass man sich die Wellenfunktion keineswegs als "etwas Seiendes" vorstellen dürfe. Da hat er recht. Was da kollabiert, war nie, ist nicht, und wird nie sein.

ähnlich geäußert.

Es ist für mich völlig akzeptabel, daß Du es anders siehst. Ich würde nur gerne den Hintergrund besser verstehen. Deshalb drei Fragen:

1. Wie begründest Du mit der Quantentheorie, daß die Wellenfunktion etwas "Reales", bzw. "etwas Seiendes" ist? Oder anders, worauf beruht der Denkfehler von Leuten wie von Weizäcker, Zeilinger und anderen?

2. Kannst Du Textstellen benennen, die von Weizäcker, Zeilinger und andere widerlegen?

3. Bleibst Du bei Deiner Vorstellung einer über die Kugelschale verteilten Energiedichte? Du hast zugestimmt, daß diese beim Messereignis instantan kollabiert. Bist Du etwa der Meinung, daß diese Vorstellung nicht der SRT widerspricht?

Zitat von RoKo

Da hätte ich dann doch gerne die Wellenfunktion..In eine Superposition von was?
Zeilinger hat Beugungserscheinungen nachgewiesen. Mehr nicht.

Zeilger hat nacheinander Fulleren Moleküle im Mach-Zehnder-Interferometer in die Superposition linker Weg + rechter Weg gebracht. Dazu gibt es paper und sein Buch "Einsteins Schleier".

Gruß nach HK, Timm

P.S. Noch eine Bitte: rede die user mit ihrem user Namen an.

[JoAx]

Hi Eugen!

Du hast folgendes zitiert:

Zitat von Zeilinger

Danach ist der quantenmechanische Zustand die Information, die wir über die Welt haben. … Es stellt sich letztlich heraus, dass Information ein wesentlicher Grundbaustein der Welt ist.

Das, was ich fett hervorgehoben habe, scheint mir doch nicht so gut zu der Einstellung zu passen, dass die QM nur eine Beschreibung ist. IMHO geht er hier eindeutig weiter.
Und so auch ein Gruß und Fragen an Timm:
Von welcher Welt spricht da Zeilinger im Zusammenhang mit Information als ihr Grundbaustein?
Müsste die Wellenfunktion danach nicht etwas Seiendes sein?


Gruß, Johann

[Bauhof]

Zitat von JoAx

Das, was ich fett hervorgehoben habe, scheint mir doch nicht so gut zu der Einstellung zu passen, dass die QM nur eine Beschreibung ist. IMHO geht er hier eindeutig weiter.

Hallo Johann,

man könnte das z.B. wie folgt interpretieren:
Information ist ein wesentlicher Grundbaustein zur Beschreibung der Natur.

Zitat von JoAx

Von welcher Welt spricht da Zeilinger im Zusammenhang mit Information als ihr Grundbaustein?

Ich denke, nur zur Beschreibung der physikalischen Welt.

Zitat von JoAx

Müsste die Wellenfunktion danach nicht etwas Seiendes sein?
Gruß, Johann

Die Wellenfunktion ist nach Max Born eine "mathematische Wahrscheinlichkeitswelle", mit der man statistische Vorhersagen machen kann. Sie ist im physikalischen Sinn nicht 'etwas Seiendes' (was auch immer 'etwas Seiendes' sein soll).

M.f.G Eugen Bauhof

[JoAx]

Zitat von Bauhof

man könnte das z.B. wie folgt interpretieren:
Information ist ein wesentlicher Grundbaustein zur Beschreibung der Natur.

In dem Falle hätte Zeilinger aber eine echt unglückliche Formulierung gewählt. Denn als erstes und natürliches denkt man an die Natur, und nicht die "Welt" der Theorie, wenn man einfach nur - Welt - liest.

Aber dann. Können diese Worte:

Zitat von Zeilinger

Wir müssen uns wohl von dem naiven Realismus, nach dem die Welt an sich existiert, ohne unser Zutun und unabhängig von unserer Beobachtung, irgendwann verabschieden.

dazu passen, dass es sich bei "Zeilingers Welt" um das Theoriegebäude handelt?

Ich sehe da kein Weg hin, ehrlich gesagt. Ich ersetze mal "Welt" mit "Theoriegebäude":

Wir müssen uns wohl von dem naiven Realismus, nach dem das Theoriegebäude an sich existiert, ohne unser Zutun und unabhängig von unserer Beobachtung, irgendwann verabschieden.

Würde das irgendeinen vernünftigen Sinn ergeben?


Gruß, Johann

[amc]

Moin JoAx, Moin Eugen,

Zitat von JoAx

Von welcher Welt spricht da Zeilinger im Zusammenhang mit Information als ihr Grundbaustein?
Müsste die Wellenfunktion danach nicht etwas Seiendes sein?

ich glaube, da muss man grundsätzlich erstmal vorsichtig sein. Obwohl mir Zeilingers Überlegungen auch manchmal leicht in diese Richtung zu gehen scheinen. Jedenfalls können solch Zitate aber, je nach Blickwinkel und Kontext, schnell unteschiedlich interpretiert werden.

Nach allem was ich bisher von Zeilinger gehört/gelesen habe, habe ich konkrete Information eigentlich immer als Gegenspieler des undefinierten "Zustandes" verstanden. Somit würde ich Information insofern als Grundbaustein verstehen, als das, wann immer Interferenzerscheinungen verringert werden, dies zwingend mit dem Vorhandensein bzw. einer Zunahme von konkreter Information einhergeht.

Dazu aus "Einsteins Schleier" (Goldmann Taschenbuch 3.Auflage S. 59):

Zitat von Zeilinger

Es ist also unerheblich, ob ein Beobachter über eine Messung Notiz davon nimmt, welchen Weg das Teilchen nimmt. Allein dass man diesen Weg bestimmen könnte, reicht aus, um die Interferenz zum Verschwinden zu bringen.
Man kann dies etwa in folgender Weise auf den Punkt bringen. Solange Information etwa darüber, welchen Weg das Teilchen durch den Spalt nimmt, irgendwo vorhanden ist - und das kann irgendwo im Universum sein - kann die komplementäre Größe, nämlich das Interferenzbild, nicht wohldefiniert sein.

Ich denke dies passt ganz gut. Auch in Bezug auf die Frage, ob Zeilinger einen Konstruktivismus vertritt. Offensichtlich nicht.

Grüße, AMC

[Timm]

Zitat von JoAx

Und so auch ein Gruß und Fragen an Timm:
Von welcher Welt spricht da Zeilinger im Zusammenhang mit Information als ihr Grundbaustein?
Müsste die Wellenfunktion danach nicht etwas Seiendes sein?

Das glaube ich nicht, Johann. Zeilinger ist ja der Auffassung, daß die Wellenfunktion die Information einer statistischen Wahrscheinlichkeit bereitstellt, also Kopenhagerner Deutung. Er macht, wie viele andere auch, darauf aufmerksam, daß die Annahme, die Wellenfunktion sei etwas Reales (Seiendes), physikalisch unsinnig ist. Etwas "Reales", wie etwas RoKo's Energiedichte, gehorcht physikalischen Gesetzen, kollabiert also nicht instantan.

Gruß, Timm

[JoAx]

Zitat von Timm

Zeilinger ist ja der Auffassung, daß die Wellenfunktion die Information einer statistischen Wahrscheinlichkeit bereitstellt, [...] daß die Annahme, die Wellenfunktion sei etwas Reales (Seiendes), physikalisch unsinnig ist.

Dann frage ich mich, Timm, wie man da zur Aussage kommen kann, dass "die Information ein Grundbaustein der Welt" sein soll. ???
Was ist damit gemeint?


Gruß

[Timm]

Zitat von JoAx

Dann frage ich mich, Timm, wie man da zur Aussage kommen kann, dass "die Information ein Grundbaustein der Welt" sein soll. ???
Was ist damit gemeint?

Johann, wenn ich das so genau wüßte. Ich denke aber, er bezieht sich auf die Bedeutung der Information auf der Quantenebene. Was man beobachtet, ist eng mit Information verknüpft. Das Interferenzbild hängt davon ab, ob oder ob nicht eine "welcher Spalt" Information existiert, wieviel Information darüber in die Umwelt gelangt ist usw. Dann fehlt noch die Brücke die Quantenebene, die ja nun wirklich fundamental ist, als Grundbaustein der Welt zu sehen.

Gruß, Timm

[RoKo]

Hallo Timm,

.. Es ist für mich völlig akzeptabel, daß Du es anders siehst. Ich würde nur gerne den Hintergrund besser verstehen. Deshalb zwei Fragen:

Das ist ein mehr als abendfüllendes Programm. Ich versuche es trotzdem.

1. Wie begründest Du mit der Quantentheorie, daß die Wellenfunktion etwas "Reales", bzw. "etwas Seiendes" ist? Oder anders, worauf beruht der Denkfehler von Leuten wie von Weizäcker, Zeilinger und anderen?

A. Naturphilosophischer Ausgangspunkt:
A1. Es gibt eine von der Existenz intelligenter Wesen unabhängige objektive Realität.
A2. Diese objektive Realität ist materiell; wobei ich unter Materie mit Mario Bunge [1] all das verstehe, was verändert werden kann und selbst anderes verändert. (Der Physikalische Feldbegriff ist damit abgedeckt.)
(Natur, Universum, Kosmos sind mehr oder weniger Synonyme Begriffe für die materielle objektive Realität.)
A3. Die Natur befindet sich in einem ständigen Prozess der Selbstveränderung, den wir mit Evolution bezeichnen.
A4. Menschen sind ein Ergebnis dieses Evolutionsprozesses. Menschen sind materielle informationsverarbeitende Wesen.

B. Was ist Information?
B1. Die Natur ist in sich unterschiedlich, zeitlich, räumlich, energetisch etc. Das ist die materielle Basis jeglicher Information. Ebeling/Feistel [2] nennen es gebundene Information.
B2. Damit aus materiell gebundender Information freie Information wird, braucht es einen materiellen Informationsverarbeitungsprozess. Regenwürmer z.B. oder einen Sensor, der eine physikalische Größe in einen digitalen Wert wandelt, oder eben auch Menschen.
B3. Wenn Menschen Informationen haben, dann sind es Informationen über etwas; z.B. über Unterschiede oder Verhaltensweisen in der Natur. Sie haben nicht einfach nur Information. Letztere wird nämlich in Bit gemessen - und es nützt niemanden, wenn ich sage, auf der Festplatte meines Computers befinden sich jetzt 16 Gigabyte Information.

C. Gibt es ein Apriori jeglicher Erkenntnis?
C1. Diese Frage hat sich bereits Kant gestellt (und der ist mit seiner Antwort letztlich gescheitert.) Aber diese Frage ist nicht dumm oder gar falsch, weil sie herauszufinden versucht, ob es eine unbezweifelbare Grundlage unserer Wissenschaft gibt.
C2. Weizäcker greift diese Frage wieder auf und sein Schluss ist: Information ist das Apriori jeglicher Erkenntnis. Sein Schüler Lyre führt diesen Ansatz fort und hat dazu auch ein dickes Buch über Informationstheorie geschrieben. Diese Antwort ist ebenfalls nicht dumm! Diese Antwort greift aber aus zwei Gründen zu kurz.
C3. Erstens führt sie damit den Menschen (das informationsverarbeitende Wesen) als notwendige Voraussetzung einer solchen Wissenschaftsbegründung ein und verbaut sich damit die Möglichkeit, die Wissenschaft über die Evolution auf eine gleichberechtigte Basis zu stellen.
C4. Zweitens wird, siehe B1, die materielle Basis von Information übersehen.
C5. Meine Schlussfolgerung ist deshalb, an Begriff der materiellen objektiven Realität festzuhalten.

D. Kritik an der Ur-Kopenhagener Deutung
D1. Mit "Ur-KD" meine ich das, was von Bohr und Heisenberg, in der Solvey-Konferenz 1927 durchgesetzt wurde.
D2. Diese "Ur-KD" ist zu unterscheiden von der "Princeton"-Schule, die von der objektiven Existenz einer Quantenwelt ausgeht.
D3. Die philosophischen Grundlagen sind denen unter C kritisierten Auffassungen sehr ähnlich. Entgegen den immer wieder hier im Forum vorgetragenen Ansichten von Bauhof (z.B. heute 11:00) geht es nicht um Physik und Max Born würde sich möglicherweise im Grabe umdrehen, wenn hier sein Name genannt wird.
D4. Die "Ur-KD" ist wissenschaftstheoretisch zu kritisieren, weil sie keine Aussage über die offensichtlich unabhängig vom Menschen existierende Quantenwelt macht, sondern nur über das, was man mittels klassischer Messgeräte über sie herausfinden kann. Beobachter, Beobachtungsmittel und Beobachtungsgegenstand sind in dieser untrennbar miteinander verquickt. So kann nicht einmal aussagen, ob und wie weit die Beobachtungen zum Beobachtungsgegenstand gehören oder mehr dem Beobachtungsmittel geschuldet sind. Und als Basis für eine naturwissenschaftliche Evolutionstheorie taugt sie schon garnicht.
D5. Auch wenn es einige (Bauhof, "Ich") noch nicht ganz mitbekommen haben: die Standard-QM ist nicht die "Ur-KD". In der Standard-QM geht man davon aus, dass die Wellenfunktion einen Zustand eines real in der Natur vorkommenden Objektes beschreibt und der Kollaps der Wellenfunktion wird postuliert. Ansonsten geht man mit den Unzulänglichkeiten der QM höchst pragmatisch um.

E. Zur Wellenfunktion als Tool
E1. Die Wellenfunktion als reines Tool zur Berechnung von Messwerten bzw. als reine Information zu betrachten, ist logisch nur durchhaltbar, wenn man sich auf den bereits kritisierten philosophischen Standpunkt der "Ur-KD" stellt.
E2. Damit muss man zugleich den von Schrödinger immer wieder kritisierten Quantensprung annehmen und begibt sich physikalisch in Widerspruch zur Elektrodynamik. Eine ausführliche grafische Kritik findet sich hier. [3]
E3. Die Interpretation der Elektronenorbits (bzw. |Psi|²) im Atom als "Aufenthaltswahrscheinlichkeit" steht im Widerspruch zur Chemie. Diverse Bindungen lassen sich nur über die Interpretation als Ladungsdichte beschreiben.
E4. Nicht klassische Messgeräte wie ein Rastertunnelmikroskop oder nicht klassische Messungen oder unscharfe Messungen - das alles darf es nach der "Ur-KD" garnicht geben.
E5. Völlig unerklärt bleibt, wie den die Energie von dem zwecks Messung präparierten Objekt zum Messgerät fliesst.

F. Elektrodynamischer Exkurs
F1. Im EM-Feld steckt Energie - unabhängig, ob sie Wirkung erzielt oder nicht.
Energie kann deshalb als Wirkungspotenz, als Wirkungsmöglichkeit interpretiert werden. (Achtung, Timm - man muss also nicht, wie Stefan Kunz es tut, "Möglichkeit" als nicht real bezeichnen.)
F2. In der Elektrodynamik unterscheidet man zwischen Energiedichte und Energiestrom bzw. Energiestromdichte. Die Energiestromdichte muss dabei nicht proportional zur Energiedichte sein. Einzig der zum Ort der Wirkung führende Energiestrom wirkt tatsächlich (wenn man von Nebenwirkungen wie Wärmeentwicklung im Leiter o.ä. absieht.)
F3. Es gibt eine auffallende Analogie zwischen Quantenoptik und Quantenmechanik.
F4. In der Quantenoptik kann man alles klassisch erklären ausser der Absorbition eines Quantums Licht an einem Ort.
F5. Die klassische Elektrodynamik kann per se nicht im Widerspruch zur SRT stehen.

G. Nichtlokalität
G1. Das Prinzip der Verschränkung führt zwangsläufig zur Nichtlokalität.
G2. Es war zunächst Einstein mit seinen Assistenten, der im berühmten EPR-Papier darauf hingewiesen hat.
G3. Es war Schrödinger, der das Prinzip der Verschränkung im Detail ausgearbeitet hat und dabei die "Ur-KD" und die von Neumansche Simplifizierung ad absurdum geführt hat. (zu nichts anderem diente die Katze).
G4. Es war Bohm, der aus Einststeins Kritik einen praktikablen Versuch entwickelte.
G5. Es war Bell, der daraus seine Ungleichung entwickelte.
G6. Und es war Aspect, der das experimentell nachwies.
G7. Die Werke Einsteins, Schrödingers, Bohms und Bells sollte man schon zur Kenntnis genommen haben, wenn man nicht geistig im Jahre 1927 stehen bleiben will. (Ein bischen Polemik muß erlaubt sein. Herr Moderator.)

H. Mathematisches zur Wellenfunktion
H1. Die Schrödingergleichung ist eine Energiegleichung.
H2. Die Wellenfunktion beschreibt deshalb einen Energieausbreitungsprozess.
H3. Psi = energetischer Zustand
H4. Die Wellenfunktion lässt sich in Real- und Imagiärteil trennen; analog lässt sich ein Quantum EM-Welle auch als komplexe Funktion darstellen.
H5. Der Imaginärteil der Wellenfunktion beschreibt den Ort, der Realteil die Geschwindigkeit.
H6. Im Atom ist die Geschwindigkeit null; trotzdem gibt es noch einen Impuls. Hier steht die Welle.

S. Schlussfolgerungen
Die Punkte A-H bedenkend komme ich zum Schluss:
S1. Die Wellenfunktion ist etwas materielles, weil sie durch andere Materie veränndert werden kann und selbst andere Materie verändern kann.
S2. |Psi|² beschreibt die Energiedichte. Ihr proportional ist die Ladungsdichte und (ggf.) die Wahrscheinlichkeit, eine Wirkung zu erzielen.
S3. Da die QM nichtlokal ist, ist auch der nichtlokale Kollaps kein Problem.
S4. Wem der Kollaps nicht gefällt, der kann Anfangsbedingungen annehmen.

2. Kannst Du Textstellen benennen, die von Weizäcker, Zeilinger und andere widerlegen?

Morgen. Gute nacht.

[JoAx]

Zitat von Timm

Johann, wenn ich das so genau wüßte. Ich denke aber, ...

Timm, verstehe mich bitte nicht falsch, aber das geht am Kern meiner Frage(n) etwas vorbei.

Versteht man deine Ausführungen lediglich als "Hilfsbildchen" (nicht herablassend gemeint, und mit Stichwort "Vakuumfluktuationen"), um die Mathematik intuitiv nachvollziehen zu können, dann ist es völlig Ok., es geht imho aber nicht, dann von diesen, auf die Realität rück zu schließen.

Will man dahinter mehr sehen, was ich halt hinter Zeilingers Worten zu sehen meine (und nicht nur ich, richy bsw. auch, denke ich), ist es (wieder imho) nicht mehr lediglich statistische "Minimal"-Interpretation. Und dann kan man nicht Max Born im gleichen Atemzug zitieren.

Das ist meine Schwierigkeit. Ich meine - man kann die "Minimal"-Interpretation nicht beliebig mit zusätzlichen "Features" ausstatten und davon ausgehen, dass diese immer "Minimal" bleibt. Irgendwann ist sie das einfach nicht mehr. Ob man es nun wahr haben will oder nicht.


Gruß, Johann