Welle, Teilchen, Atommodell

Hallo Zusammen,

das Atommodell von Niels Bohr leistet gute Dienste, will man z.B. einem Schüler den Unterschied zwischen Leiter und Nichtleiter verdeutlichen oder den elektrischen Strom erklären.
Will man aber zu einem besseren Verständnis von dem, was auf mikrokosmologischer Basis vorgeht, sollte man sich lieber vom Atommodell abwenden, um nicht zu falschen Vorstellungen zu kommen oder Irrtümern zu unterliegen.

Die Ähnlichkeit des bohr'schen Azommodells mit unserem Sonnensystem ist sicher nicht zufällig. Überträgt man allerdings die Gesetzmäßigkeiten des Planetensystems auf das Atommodell, von wegen Gravitations- und Zentrifugalkräfte, so begeht man einen fatalen Fehler.
Allein die Vorstellung, hier bewege sich etwas auf kreisförmigen Bahnen um einen Kern, ist falsch. Eine kreisförmige Bewegung ist immer auch eine Beschleunigung und eine Beschleunigung ist nach der ART der Gravitation äquivalent. Nun ist aber erstens die Gravitation gar nicht im Atommodell berücksichtigt und zweitens würde eine beschleunigte Ladung, das Elektron, Energie in Form von elektromagnetischer Wellen abstrahlen. In gleichem Maße würde das Elektron kinetische Energie verlieren, langsamer werden und auf den Kern fallen.

Ein Physiker weiß, wovon er redet, wenn er das Wort "Teilchen" ausspricht. Ich als Laie laufe immer wieder Gefahr, mir kleinste Kügelchen vorzustellen – trotz besseren Wissens, sind doch Teilchen punkförmige Gebilde ohne räumliche Ausdehnung. Und da haperts wieder mit meiner Vorstellungskraft – kann denn etwas ohne räumliche Ausdehnung überhaupt existieren? Müssten nicht beliebig viele Punktteilchen in einem begrenzten Raumgebiet Platz finden, ohne dass sich die Dichte erhöhen würde? Macht doch alles keinen Sinn.

Zu einem besseren Verständnis quantenmechanischer Vorgänge bin ich gekommen, als ich mich vom Teilchenmodell verabschiedet habe.
Es ist besser, sich nicht nur masselose Teilchen wie Photonen als elektromagnetische Wellen vorzustellen, sondern auch massebehaftete Teilchen als Wellen, sogenannte Materiewellen. So kommt man auch zu einer besseren Vorstellung von dem, was beim Doppelspaltversuch mit Elektronen passiert und was es mit der Vakuumfluktuation auf sich hat, wo Teilchen scheinbar aus dem Nichts entstehen um sich gegenseitig wieder zu vernichten. Die Erklärung, wie immer wieder zu lesen ist, die Teilchen würden sich zur Entstehung "Energie aus der Umgebung borgen", halte ich nicht nur für nichtserklärend, sondern auch für unsinnig. Für mich enstehen keine Teilchen aus dem Nichts, für mich gibt es nach der Heisenberg'schen Unschärferelation Schwankungen in homogenen Feldern. So kann ich mir den Casimireffekt auch nur durch Wellen und nicht durch Teilchen erklären.

Was ist nun aber der Unterschied zwischen einer masselosen elektromagnetischen- und einer massebehafteten Materiewelle?
Eine Materiewelle ist eine stehende Welle. Sie ist räumlich begrenzt und ihre Nulldurchgänge sind statisch, sie schwingt in sich selbst wie bei einer Gitarrensaite und pflanzt sich nicht fort. Vielleicht ist das ihr energetisch günstigster Zustand, denn um sie aus ihrer feststehenden Phasenlage (Nulldurchgang findet immer an der gleichen Stelle statt) zu bringen, sie zu beschleunigen, muss Kraft aufgewendet werden. Während das geschieht, gibt sie die ihr zugeführte Beschleunigungsenergie in Form von elektromagnetischer Strahlung ab. Nach der Quantenmechanik geschieht dies nicht kontinuierlich, sondern in einzelnen kleinen energiepaketen, Quanten, Photonen genannt. Photonen sind kleinste Einheiten elektromagnetischer Wellen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit fortpflanzen. Sie sind wie Schall- und Wasserwellen keine stehenden Wellen.

Vielleicht kann man es sich so vorstellen:
Ein Elektron, als Beispiel massebehafteter Teilchen, ist eine räumlich begrenzte, stehende Welle in einem räumlich nicht begrenzten elektromagnetischem Feld. Wird jetzt die stehende Welle aus ihrer Phasenlage gebracht, erzeugt sie im elektromagnetischem Feld eine Störung, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet. Da die stehende Welle Elektron sich nicht kontinuierlich, sondern sich nur auf diskrete Energieniveaus beschleunigen lässt (planck'sches Wirkungsquantum), verursacht sie auch nur diskrete Störungen im elektromagnetischem Feld. Diese kleinsten Störungen nennt man dann Photonen. Obwohl sich selbst einzelne Photonen als Welle im gesamten Raum ausbreiten, können sie ihre Energie wiederum nur an ein einzelnes lokales Elektron, einer stehenden Welle, abgeben.

Der ganze Raum ist also von einem elektromagnetischem Feld durchzogen, welches dort, wo keine elektromagnetische Kraft wirkt, störungsfrei ist, man könnte auch sagen es ruht, Frequenz gleich null. Da es nach der Quantenmechanik keinen absoluten Zustand gibt, also auch keine absolute Null, unterliegt das Feld kleinsten Schwankungen, die wir als Vakuumfluktuation bezeichnen und sich beim Casimir-Effekt bemerkbar machten.

Wenn man sich das Universum als einen Glasblock vorstellt, dann wäre ein Photon nicht wie eine Kugel, die den Glaskörper durchdringt, sondern ein Sprung, der sich im Glas fortpflanzt, masselos und ungebremst, eben nur eine Störung.

mfg okotombrok

Hallo Okotombrok,

wie gewohnt ein hilfreicher Beitrag. Zwei Fragen hierzu:

1. Was sind Nulldurchgänge?
2. Erinnert das Ganze nicht ein wenig an die Äthertheorie?

Hallo Okotombrok,

ich habe das Gefühl, dass du mit einem Fuß hast Vorstellung der klassischen Physik verlassen, mit anderem noch tiefer eingedrungen.
Ich bin auch Laie und versuche aus meine - laiehafte - Perspektive ein Vorstellung über die Komplexität und Paradoxität der Quantenwelt zu gewinnen.

Zitat:

Ein Physiker weiß, wovon er redet, wenn er das Wort "Teilchen" ausspricht. Ich als Laie laufe immer wieder Gefahr, mir kleinste Kügelchen vorzustellen – trotz besseren Wissens, sind doch Teilchen punkförmige Gebilde ohne räumliche Ausdehnung. Und da haperts wieder mit meiner Vorstellungskraft – kann denn etwas ohne räumliche Ausdehnung überhaupt existieren? Müssten nicht beliebig viele Punktteilchen in einem begrenzten Raumgebiet Platz finden, ohne dass sich die Dichte erhöhen würde? Macht doch alles keinen Sinn.

Auch die klassische Physik in ihren Berechnungen nimmt die makrokosmische Objekte als Punkte ohne räumlicher Ausdehnung (!). Wenn die Physiker in ihren mathematischen Berechnungen stellen die beschreibende Objekte ohne räumliche Ausdehnung und ihre Berechnungen trotz dem annäherend exakt beschreiben die Realität, bedeutet es nicht, dass die Objekte in Wirklichkeit ohne räumlichen Ausdehnung sind.

Mir persönlich hilft die Vorstellung, dass die Teilchen geben sich nicht scharf von Umgebung abgrenzen, wie es mit starren Gegenständen möglich ist, wo wir können klar definieren eine Oberfläche, hinter der sich das Objekt verbirgt. Ich weis nicht, wie die stehende Welle einer Violinseite (du anscheint bist auf 2 Dimensionen begrenzt) die Wirklichkeit nah steht. Es passt eher zur Strings.

Zitat:

Es ist besser, sich nicht nur masselose Teilchen wie Photonen als elektromagnetische Wellen vorzustellen, sondern auch massebehaftete Teilchen als Wellen, sogenannte Materiewellen. So kommt man auch zu einer besseren Vorstellung von dem, was beim Doppelspaltversuch mit Elektronen passiert und was es mit der Vakuumfluktuation auf sich hat, wo Teilchen scheinbar aus dem Nichts entstehen um sich gegenseitig wieder zu vernichten.

O´key. Doppeltspaltexperiment die Wellen-Vorstellung sehr gut beschreibt. Nur in anderen Experimenten verhalten sich diese Wellen als Ganzes - als Teilchen. Genau das ist paradoxal in Quantenwelt. Die beide Vorstellungen stimmen, abhängig von Situation.
Wenn eine Welle auf ein Hindernis stößt, gibt sie ein Teil ihrer Energie, sonst breitet sie sich unverhindert weiter. In Fall der Teilchen antwortet sie auf das Hindernis als GAnze. Plötzlich konzentriert sie sich in diesem Punkt und mit ganze Energie stößt. Verhält sich eben wie ein Körper.

Zitat:

Die Erklärung, wie immer wieder zu lesen ist, die Teilchen würden sich zur Entstehung "Energie aus der Umgebung borgen", halte ich nicht nur für nichtserklärend, sondern auch für unsinnig. Für mich enstehen keine Teilchen aus dem Nichts, für mich gibt es nach der Heisenberg'schen Unschärferelation Schwankungen in homogenen Feldern.

Die Felder sind auch ein mathematisches Konstrukt. Es kann durchaus das Nichts in
sich verbergen.

Zitat:

Was ist nun aber der Unterschied zwischen einer masselosen elektromagnetischen- und einer massebehafteten Materiewelle?

die MAteriewelle ohne Bosonen nicht existierbar ( es gibt kein einzelnes Quark - nur in Doppel- oder Drei-Pack mit den vermittelnen Gluonen). Anderseits wie man eine e/m Welle feststellt? - Nur durch die Wechselwirkung mit der Materie. Ohne MAterie (z-B. in interstellarem RAum) sie ist so gut wie nicht existent. Die Beide für die Existenz brauchen sich gegenseitig.

Masse ist schwieriges Thema. Es hat mich fasziniert die Feststellung, dass ein BAryon (Teilchen aus 3 Quarks) ist tausende Male schwerer ist als die Summe seinen Quarks. Die Physiker erklären es, dass es gibt ein Quarksee, deren Wechselwirkungen nach außen sich gegenseitig neutralisieren außer ihrer MAsse und 3 nach Außen "sichtbaren" VAlenzquarks.
In Gegenzug die MAsse eines Atomskerns ist kleiner als die Summe der MAsse der BAryonen (Protonen und Neutronen).

Jedenfalls scheint, dass die MAsse hängt von der inneren Wechselwirkungen. MAn kann mit der "MAsse" eines Stadtes vergleichen. Um so mehr Wechselwirkungen in einem Stadt gibt es, um so mehr die Wechselwirkungen der Umgebung in dem Stadt sich kreuzen,
um so mehr zieht er an. Ein zivilisatorische Stadt scheint eine "Gravitation" ausüben.

Gruß

Hallo Irena,

vielen Dank dass du dich mit meinem Beitrag beschäftigt hast.

Der visuelle Sinn des Menschen dürfte wohl der intensivste sein. Aus dem Grunde ist er immer versucht, sich von Dingen die er hört oder im Dunkeln ertastet oder von Dingen die sich einer Sichtbarkeit entziehen ein Bild zur besseren Vorstellbarkeit zu machen. Atommodell, Wahrscheinlichkeitswelle oder Minkowskidiagramm sind drei Beispiele solcher Bilder. Man darf sie nur als Modelle verstehen. Der Wert eines Modells liegt nicht in seinem Wahrheitsgehalt, sondern nur in seiner Brauchbarkeit. Die Wahrheit können wir nicht erfassen, sondern nur darüber philosophieren.
Die Wirklichkeit hingegen ist das, was wir beobachten und Beobachtung ist das, was Wirklichkeit schafft.

In diesem Sinne ist auch mein Beitrag zu verstehen. Ein paar Überzeugungen, ein paar Überlegungen und ein paar Ideen, die mir erst beim Schreiben gekommen und sicher nicht ausgegoren sind, aber, so denke ich, wert sind, diskutiert zu werden.

Irena schrieb in Beitrag-Nr. 1392-3

Zitat:

Ich weis nicht, wie die stehende Welle einer Violinseite (du anscheint bist auf 2 Dimensionen begrenzt) die Wirklichkeit nah steht. Es passt eher zur Strings.

Die Violinsaite (eigentlich war's eine Gitarrensaite) diente lediglich dazu, den Unterschied zwischen einer stehenden Welle und einer bewegten Welle zu verdeutlichen.
Nein, ich bin nicht auf zwei Dimensionen begrenzt, m.E. schwingt eine Gitarrensaite nicht nur in zwei Dimensionen. Wie dem auch sei, eine Logitudinalwelle kann auch eine stehende Welle sein und diese schwingt auf jeden Fall in drei Dimensionen.
Nein, an Strings habe ich nicht gedacht, das sind mir dann wieder zu viele Dimensionen ;-) .

Zitat:

Doppeltspaltexperiment die Wellen-Vorstellung sehr gut beschreibt. Nur in anderen Experimenten verhalten sich diese Wellen als Ganzes - als Teilchen. Genau das ist paradoxal in Quantenwelt. Die beide Vorstellungen stimmen, abhängig von Situation.

Genau darauf bin ich hinaus, das scheinbar Paradoxe in der Quantenmechanik zu vermeiden. Etwas Paradoxes ist entweder falsch, oder man hat es nicht verstanden.
Darum denke ich, sollte man sich von der Teilchenvorstellung trennen und die Dinge mit Wellenfunktionen beschreiben. Ein Elektron als Wellenfunktion regt das elektromagnetische Feld an wenn es Energie abgibt. Dies kann es aber nur in diskreten nicht mehr teilbaren Einheiten, den Quants, plank'sches Wirkungsquantum, die sich zwar räumlich ausbreiten, aber immer wieder nur auf ein Elektron, stehende Welle, übertragen werden kann.

Zitat:

Die Felder sind auch ein mathematisches Konstrukt. Es kann durchaus das Nichts in
sich verbergen.

Einerseits ist die Wellenfunktion, groß Psi, eine "Rechengröße" und selbst kein physikalisches Objekt. Andererseits ist ein quantenmechanischer Zustand vollständig durch eine Wellenfunktion beschrieben.
Felder verbergen nicht das Nichts in sich, sondern zeigen Informationen. Und wenn man namhaften Quantenphysikern Glauben schenkt, dann ist die Ursubstanz des Universums keine Teilchen und keine Energie, sondern reine Information.

C.F. von Weizäcker sagt dazu:

Zitat:

Die Psi-Funktion ist als Wissen definiert. […] Sie ist […] identisch mit dem Ereignis, dass der Beobachter ein Faktum erkennt.

und A. Zeilinger:

Zitat:

„Naturgesetze dürfen keinen Unterschied machen zwischen Information und Wirklichkeit. Information und Wirklichkeit sind dasselbe.“

Mit der Wellenfunktion haben wir Informationen. Es macht keinen Sinn nach mehr zu suchen wenn es mehr nicht gibt.

Zitat:

Anderseits wie man eine e/m Welle feststellt? - Nur durch die Wechselwirkung mit der Materie. Ohne MAterie (z-B. in interstellarem RAum) sie ist so gut wie nicht existent. Die Beide für die Existenz brauchen sich gegenseitig.

Was heißt eigentlich "so gut wie nicht existent"? Also doch existent? Was ist z.B. mit der Hintergrundstrahlung? besteht nicht auch die Möglichkeit, selbst im intergalaktischen Raum Sterne zu sehen und was ist mit der Vakuumfluktuation? Selbst im intergalaktischen Raum geht es auf mikrokosmischer Basis recht turbulent zu. Zumindest glaube ich, dass der Casimir-Effekt auch dort auftreten würde.
Wenn ich von einem überall vorhandenen Feld rede, dann meine ich die potenzielle Möglichkeit, dass überall elektromagnetische Wechselwirkung stattfinden kann.

Zitat:

In Gegenzug die MAsse eines Atomskerns ist kleiner als die Summe der MAsse der BAryonen (Protonen und Neutronen).

Ein Teil der Masse der Protonen wird nach E=mc² in Bindungsenergie, die durch Gluonen vermittelt werden, umgewandelt. Sonst könnte ein Atomkern wegen gleichnamiger Ladungen nicht existieren.

Zitat:

Jedenfalls scheint, dass die MAsse hängt von der inneren Wechselwirkungen.

Oder vielleicht von der Wechselwirkung mit dem Higgsfeld. Und, wiederum vielleicht, wechselwirkt das Higgsfeld nur mit stehenden- und nicht mit dem elektromagnetischen Wellen.

Stueps schrieb in Beitrag-Nr. 1392-2

Zitat:

1. Was sind Nulldurchgänge?
2. Erinnert das Ganze nicht ein wenig an die Äthertheorie?

Hallo Stueps,

nein, ich bin kein Anhänger der Äthertheorie. Ich weiß zwar nicht genau wie du das meinst, aber bedenke, dass auch die Hintergrundstrahlung nicht als übergeordnetes Inertialsystem gesehen werden kann.

Was die Nulldurchgänge bzw. Knotenpunkte anbelangt, so schau 'mal bei Wikipedia nach stehenden Wellen. Dort befindet sich gleich oben rechts eine Animation die mehr als tausend Worte sagt.

mfg okotombrok

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 1392-1:

Der ganze Raum ist also von einem elektromagnetischem Feld durchzogen, welches dort, wo keine elektromagnetische Kraft wirkt, störungsfrei ist, man könnte auch sagen es ruht, Frequenz gleich null. Da es nach der Quantenmechanik keinen absoluten Zustand gibt, also auch keine absolute Null, unterliegt das Feld kleinsten Schwankungen, die wir als Vakuumfluktuation bezeichnen und sich beim Casimir-Effekt bemerkbar machten.

Wenn man sich das Universum als einen Glasblock vorstellt, dann wäre ein Photon nicht wie eine Kugel, die den Glaskörper durchdringt, sondern ein Sprung, der sich im Glas fortpflanzt, masselos und ungebremst, eben nur eine Störung.

Hallo Okotombrok,

diese Zeilen erinnerten mich an den so genannten "Äther". Schon lange geistert in mir die Vorstellung herum, dass es so etwas doch gibt. Nicht im Sinne der alten Vorstellung von Michelson, sondern so einen "Äther", wie du ihn beschreibst. Dieser Glasblock ist ein gutes Gleichnis.
Ja und die "Nulldurchgänge": Wie ich es mir gedacht hatte. Das sind die "Punkte", wo sich die Phasen zweier überlagerter Wellen so überschneiden, dass sie sich gegenseitig auslöschen. Bei einer "stehenden Welle" (welche das Produkt der sich überlagernden Wellen ist), ist dieser Nulldurchgang entweder immer an der selben Stelle, was bedeutet, dass keine Energie von der stehenden Welle transportiert wird; oder die Nulldurchgänge wandern (z.B. aufgrund von Phasenverschiebungen), dann kann Energie transportiert werden. Ist das richtig verstanden worden von mir? Ich finde das wichtig, um deinen Beitrag insgesamt gut verstehen zu können.

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 1392-4:

Genau darauf bin ich hinaus, das scheinbar Paradoxe in der Quantenmechanik zu vermeiden. Etwas Paradoxes ist entweder falsch, oder man hat es nicht verstanden.

Hallo Okotombrok,

das Paradoxe in der Quantenmechanik ist nicht falsch, sondern wir haben es noch nicht verstanden. Niemand hat bisher die Quantenmechanik verstanden. Jedenfalls behauptete das Richard Feynman.

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 1392-4:

Darum denke ich, sollte man sich von der Teilchenvorstellung trennen und die Dinge mit Wellenfunktionen beschreiben.

Nein, man sollte sich von der Teilchenvorstellung nicht trennen. Teilchenvorstellung und Wellenvorstellung ergänzen sich beide und ergeben erst im gegenseitigen Wechselspiel das vollständige Bild des Quantenobjekts. Brian Greene schreibt dazu in seinem Buch [1] auf Seite 218 folgendes:

Zitat:

Niels Bohr hat bei solchen Fragen gern sein Komplementaritätsprinzip ins Feld geführt. Jedes Elektron, jedes Photon, einfach alles besitzt danach sowohl wellenartige als auch teilchenartige Aspekte. Diese Eigenschaften sind komplementär.

Der Rahmen der konventionellen Teilchentheorie ─ jedes Teilchen folgt einer einzigen, eindeutigen Bahn ─ ist unvollständig, weil er die wellenartigen Aspekte unterschlägt, die durch die Interferenzmuster bewiesen werden. Ein theoretischer Rahmen, der nur den wellenartigen Charakter berücksichtigt, ist ebenfalls unvollständig, weil er die teilchenartigen Aspekte vernachlässigt, wie sie durch Messungen belegt werden ─ die Entdeckung genau lokalisierter Teilchen, deren Ankunft beispielsweise durch einen einzigen Punkt auf einem Detektorschirm festgehalten wird.

Ein vollständiges Bild kann nur entstehen, wenn die beiden komplementären Aspekte berücksichtigt werden. In jeder gegebenen Situation können Sie dadurch, dass Sie sich für eine bestimmte Interaktionsweise entscheiden, dafür sorgen, dass der eine oder der andere Aspekt vorherrscht. Wenn Sie es zulassen, dass die Elektronen sich unbeobachtet von der Quelle zum Schirm bewegen, können ihre wellenartigen Eigenschaften in den Vordergrund rücken, und es kommt zu Interferenzen.

Beobachten Sie dagegen das Elektron unterwegs, wissen Sie zwar, welchen Weg es genommen hat, berauben sich aber der Möglichkeit, die Interferenz zu erklären. Doch die Wirklichkeit kommt Ihnen zu Hilfe. Ihre neue Beobachtung beschneidet die Verzweigungen der Quantengeschichte. Sie zwingen das Elektron, sich als Teilchen zu verhalten. Da Teilchen den einen oder den anderen Weg einschlagen, bildet sich kein Interferenzmuster. Folglich ist auch nichts zu erklären.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

[1] Brian Greene
Der Stoff, aus dem der Kosmos ist.
Raum, Zeit und die Beschaffenheit der Wirklichkeit.
Berlin 2004. ISBN=3-88680-738-X.

Hallo,

Zitat:

Darum denke ich, sollte man sich von der Teilchenvorstellung trennen und die Dinge mit Wellenfunktionen beschreiben.(Okotombrok)

Zur der Wellen-Teilchen-Dualismus hat sich schon BAuhof geäussert.

Aus meiner Sicht kann ich nur sagen, dass ich habe Respekt von den großen Wissenschaftlern. Wenn sie, die, die wissen um was sie reden, sagen ausdrucklich und wiederholt, es kann nicht auf eine Eigenschaft (Welle oder Teilchen) reduzieren, dann glaube ich (ich glaube auch an New-York, obwohl nie war da). MAn muss es einfach hinnehmen und versuchen auf diesem Fundament eigene Vorstellung zu bilden.
In Vergangenheit könnte man nicht vorstellen, dass die Erde rund ist, weil - logische zu damalige Vorstellung Folge - Menschen würden von Erde fallen.

Zitat:

Aus dem Grunde ist er immer versucht, sich von Dingen die er hört oder im Dunkeln ertastet oder von Dingen die sich einer Sichtbarkeit entziehen ein Bild zur besseren Vorstellbarkeit zu machen.

DA bin ich nicht so überzeugt. Ich denke, mit steigende Komplexität Mensch baut abstrakte Vorstellungen, die äussern sich einfach: "ich weis, was es bedeutet". MAn weis was "3" bedeutet. Man bildet keine Vorstellung von drei Äpfeln oder ähnlichem. MAn weis, man hat Vorstellung davon. Zugegeben, anfangs hat man gelernt aus drei Äpfeln, drei Bleistifte etc.
Für die Vorstellung von Demokratie könnte man schon kein visuelles Bild bilden. Diese Vorstellung ergibt sich aus vielen Zusammenhängen - man weis einfach, was ist Demokratie. Der Borsche(?) Atommodel knüpfte an bestehende damals Vorstellungen, Weltbild. Irgendwann es begann sich als veraltet zu erweisen. Selbst die Wissenschaftler müssten diese evolutive Prozess durchgehen.

Zitat:

Felder verbergen nicht das Nichts in sich, sondern zeigen Informationen. Und wenn man namhaften Quantenphysikern Glauben schenkt, dann ist die Ursubstanz des Universums keine Teilchen und keine Energie, sondern reine Information.

Hier sind wir auf einem philosophischen Pfad und da kann ich auch mit namhaften Wissenschaftlern auseinander setzen (sind nämlich beide LAien auf diesem Gebiet)

Ein Begriff Information sagt uns nichts. Es ist eine Mode geworden alles als Information nennen. Erklärt dir das besser die Welt? Es sagt garnicht! Information ist immer gerichtet an dem, für den sie eine BEDEUTUNG hat. Für die Quarks hat die Farbladung eine Bedeutung. Für elektrisch geladenen Objekt die elektrische LAdung hat eine Bedeutung,
für einen durstigen Tier das Wasser hat eine Bedeutung, für dich in eine KAkafonie der Schallwellen - ein Satz hat Bedeutung. Ohne dieser gezielten Bezug
Information<-->Empfänger (oder Entfalter der Bedeutung) würdest du keine Gesetzmässigkeit in der NAtur feststellen können. Weil alles aus ein HAufen nicht bedeutende Information bestehen würde.

Zitat:

Anderseits wie man eine e/m Welle feststellt? - Nur durch die Wechselwirkung mit der Materie. Ohne MAterie (z-B. in interstellarem RAum) sie ist so gut wie nicht existent. Die Beide für die Existenz brauchen sich gegenseitig. (irena)

Zitat:

Was heißt eigentlich "so gut wie nicht existent"? Also doch existent? Was ist z.B. mit der Hintergrundstrahlung?(Okotombrok)

Hier kann man den vorigen Absatz (über die Information) fortsetzen. Es existieren keine Dinge, keine quantenmechanischen Wellen, keine Teilchen ohne BEZUG auf andere.
Das Lich breitet sich in interstallarem RAum. Wie stellst du es fest? Nur wenn diese Information mit eine andere, die sich in einem massenbehafteten Objekt verbirgt, in eine Wechselwirkung tritt. MAn braucht immer mindestens zweiten Beteiligten. Genau so mit Hintergrundstrahlung. Es ist ein bestimmte Spektrum der e/m Welle. Du kannst die Welle nur durch Materie feststellen. Im Gegenzug die MAterie wird nur dank der Wechselwirkungen zwischen Fermionen und Eichbosonen sichbar.
Also könnte man sagen, die Existenz kann nur durch Wechselwirkungen (die logische Weise brauchen immer mindestens zwei Beteiligten) sich äußern.
In dem Sinne habe ich gesagt, dass, bis diese Wechselwirkung sich nicht offenbart hat, es so gut wie nicht existent ist.

Gruß

Hallo Zeitgenossen,

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 1392-4:

Genau darauf bin ich hinaus, das scheinbar Paradoxe in der Quantenmechanik zu vermeiden. Etwas Paradoxes ist entweder falsch, oder man hat es nicht verstanden.

Genau hier scheint mir eines der Grundprobleme für das Verständnis von physikalischen Theorien zu liegen.

Für mich ist ein Paradoxon nichts anderes als ein Widerspruch, z.B. eine Unvereinbarkeit von zwei Ergebnissen einer Theorie.
Um einen Widerspruch aufzulösen, muss man nach den Gründen suchen, die diesen Widerspruch verursachen. Bei Bewegungsvorgängen ist der Widerspruch häufig in den Annahmen, die einer Betrachtung zugrundeliegen, versteckt; in dem klassischen Paradoxon des Zenon z.B. im Wechsel des Bezugssystems, aus dem man die Bewegungen des jeweils Anderen betrachtet.

Bei den Widersprüchen, die aus der Quantentheorie in der normalen Vorstellungswelt entstehen, könnte der Grund darin liegen, dass die auf mathematischer Grundlage entwickelten Theorien in der Lebenswirklichkeit (zwangsläufig) widersprüchlich erscheinen.

Dazu ein Beispiel: Die Physiker gehen davon aus, dass ein Elementarteilchen eine Momentangeschwindigkeit hat. Diese Geschwindigkeit wird mit Hilfe der Infinitesimalrechnung ermittelt, indem sowohl die Strecke wie auch die Zeit, in der das Teilchen betrachtet wird, gegen Null strebt. Dies bedeutet aber in der Wirklichkeit, dass ich für ein Teilchen, das sich 0 m in 0 sec bewegt eine Geschwindigkeit angebe. Anders ausgedrückt: Die Angabe einer Momentangeschwindigkeit ist eigentlich in der Wirklichkeit (also nicht mathematisch betrachtet) ein Widerspruch in sich, weil ein Objekt gleichzeitig als im Verhältnis zum Beobachter ruhend (0 m und 0 sec) und bewegt (Geschwindigkeit) betrachtet wird.

Möglicherweise lassen sich die bei wirklichkeitsnaher Betrachtung auftretenden Widersprüchlichkeiten so aufklären. Wenn ich einem Elementarteilchen eine Momentangeschwindigkeit zuspreche, muss ich zwangsläufig einen widersprüchlichen Bewegungszustand von Ruhe/Bewegung akzeptieren.

MfG
Harti

Hallo Eugen,

Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 1392-6:

das Paradoxe in der Quantenmechanik ist nicht falsch, sondern wir haben es noch nicht verstanden. Niemand hat bisher die Quantenmechanik verstanden. Jedenfalls behauptete das Richard Feynman.

der Behauptung von Richard Feynman kann ich nur beipflichten, allerdings interpretiere ich ihn anders, eher im Sinne von Niels Bohr, der einmal sinngemäß gesagt hat: "wer die Quantenmechanik versteht, der hat sie nicht verstanden".
Verstehen kann man nur etwas, was einen kausalen Zusammenhang hat, etwas logisch Nachvollziehbares. Nun ist aber erst einmal Logik etwas vom Menschen konstruiertes und wir können nicht davon ausgehen, das Universum verhielte sich immer logisch im Sinne unserer Mathematik. Da bei verschiedenen quantenmechanischen Prozessen nur statistische Voraussagen getätigt werden können, deckt sich das auch mit unseren Beobachtungen.
Ich gehe davon aus, dass unsere Welt in ihren Grundfesten nicht verstehbar ist und wir uns damit begnügen müssen, die Welt zu akzeptieren. In diesem Sinne hat natürlich Niemand die Quantenmechanik verstanden und wird es auch nie.

Was nun die Teilchenvorstellung anbelangt, so reden in deinem Zitat weder Brian Greene noch Niels Bohr von einem punktförmigen Teilchen, sondern von einem teilchenartigen Aspekt. Das sollte man unterscheiden und an Stelle von Welle-Teilchen-Dualismus lieber von Lokalität und Nichtlokalität reden. Solange ein Elektron nicht beobachtet wird, es also nicht mit seiner Umgebung wechselwirkt, solange ist seine Energie verteilt im Raum in Form einer sich fortpflanzenden elektromagnetischen in sich stehenden Welle, die dem elektromagnetischem Feld überlagert ist, also nichtlokal (ich hatte das als Störung des elektromagnetischen Feldes bezeichnet). Eine solche Welle kann natürlich beide Spalten durchdringen, danach mit sich selber interferrieren und eine Superposition beziehen. Auf dem Detektor auftreffend kann es aber nach der planck'schen Quantentheorie nur mit einem Sensor des Detektors wechselwirken, also lokal, da es eine kleinere elektrische Ladung wie die eines Elektrons nicht gibt. Hier jetzt zu behaupten, es wäre exakt punktförmig lokalisierbar finde ich nicht gerechtfertigt, da dazu punktförmige, also nicht räumlich ausgedehnte Sensoren notwendig wären, die gibt es aber wohl nicht. Nach meiner Vorstellung haben wir es also bei einer Wechselwirkung/Beobachtung mit einem Elektron zwar mit etwas Lokalem, nicht aber mit etwas Punktförmigem, sondern mit etwas Unscharfem, eben mit einer lokalen stehenden Welle zu tun.

mfg okotombrok

Hallo Irena,

Irena schrieb in Beitrag Nr. 1392-7:

Ein Begriff Information sagt uns nichts. Es ist eine Mode geworden alles als Information nennen. Erklärt dir das besser die Welt? Es sagt garnicht! Information ist immer gerichtet an dem, für den sie eine BEDEUTUNG hat. Für die Quarks hat die Farbladung eine Bedeutung. Für elektrisch geladenen Objekt die elektrische LAdung hat eine Bedeutung,

die Frage kann ich auch zurückgeben: erklärt dir der Begriff "Bedeutung" die Welt besser? Steht nicht zuerst die Information da, der wir dann subjektiv eine Bedeutung zumessen?
Eine Beobachtung/Messung ist immer eine ganze Kette von Wechselwirkungen, an deren Ende immer eine Information steht, die wir mit unserem Bewußtsein wahrnehmen. Welche Bedeutung wir der Information geben ist dem Universum wohl egal.
Eine philosophisch interessante Frage hierbei ist, ob das Universum den Menschen hervorgebracht hat, oder ob der Mensch mit seinem Bewußtsein das Universum erst schafft. Wenn man die "Kopenhagener Interpretation" konsequent anwendet, ist Letzteres der Fall.

mfg okotombrok

Irena schrieb in Beitrag Nr. 1392-7:

Ein Begriff Information sagt uns nichts. Es ist eine Mode geworden alles als Information nennen. Erklärt dir das besser die Welt? Es sagt garnicht! Information ist immer gerichtet an dem, für den sie eine BEDEUTUNG hat. Für die Quarks hat die Farbladung eine Bedeutung. Für elektrisch geladenen Objekt die elektrische LAdung hat eine Bedeutung,

Zitat:

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 1392-10:die Frage kann ich auch zurückgeben: erklärt dir der Begriff "Bedeutung" die Welt besser?

Nein, genau so, wie Information. Deswegen finde ich, man sollte besser dieses Begriff außen vor lassen.

Zitat:

(Okotombrok) Und wenn man namhaften Quantenphysikern Glauben schenkt, dann ist die Ursubstanz des Universums keine Teilchen und keine Energie, sondern reine Information

erklärst mir bitte, wie du selbst es verstehst.
Keine weis, was ist Energie. Nennen wir es also eine Information. Eine Information wirkt auf andere Information und wird dritte Information erzeugt, oder? Oder wie den dein Auto aus Benzin eine Energie bekommt?

Zitat:

Steht nicht zuerst die Information da, der wir dann subjektiv eine Bedeutung zumessen?

Nach meine Auffassung, Information wird zu Information, wenn etwas eine Bedeutung zugemessen wird. Wenn ich sehe ein BAum, ich bekomme eine Information (übrigens durch Licht übertragen). DAs BAum ist aber keine Information an sich. Wenn ich Schattenspende suche, er liefert mir eine Information, wenn ich ein Baumhaus bauen möchte - andere und wenn ich Biologin bin - betrachte ich den BAum wieder mit anderen Augen. Information wird erzeugt durch die Wahrnehmung und hat kein vollständigen Bild von dem objektiven Objekt - BAum.

Zitat:

Eine Beobachtung/Messung ist immer eine ganze Kette von Wechselwirkungen, an deren Ende immer eine Information steht, die wir mit unserem Bewußtsein wahrnehmen. Welche Bedeutung wir der Information geben ist dem Universum wohl egal.

Ich möchte glauben, dass die Welt da draußen existiert unabhängig von meine persönlichen WAhrnehmung, meiner Deutung. Genau deswegen bin ich gegen den Begriff Information, weil sie zwangsläufig knüpft an den Menschen.

Zitat:

Eine philosophisch interessante Frage hierbei ist, ob das Universum den Menschen hervorgebracht hat, oder ob der Mensch mit seinem Bewußtsein das Universum erst schafft. Wenn man die "Kopenhagener Interpretation" konsequent anwendet, ist Letzteres der Fall.

NA ja, sicher schafft ein Mensch mit seinem Bewusstsein ein Universum. Sein Universum.
DAs es dem Universum da draussen etwas ähnlich ist, da glaube ich auch. FRage, ist es eher "Schattenspender", "BAumhaus" oder "Pflanze"?

Gruß

Hallo Irena, Okotombrok und Bauhof,

ich habe den Eindruck, dass Ihr die Widersprüchlichkeiten, die bei dem Versuch einer konkreten Vorstellung quantenmechanischer Vorgänge auftreten, durch neue Begriffsbildungen lösen wollt. Ich habe Zweifel, ob dies möglich ist, da die neuen Begriffe ( z.B. Lokalität und Nichtlokalität) Widersprüche nicht auflösen.

Zu der von mir im Beitrag 1392-8 vertretenen Auffassung habe ich zufällig in einem Buch von Robert Matthews "Und Gott hat doch gewürfelt" , Verlag Knaur, S.321 folgendes gelesen:
" Doch indem er einfach über Unendlichkeiten sprach, hatte Newton leichtsinnig die Gefahren übersehen, die Unendlichkeiten für alle Physiker mit sich bringen, weil sie gefährliche mathematische Kreaturen voller Paradoxien sind."
Auch hier wird die Auffassung vertreten, dass Paradoxien, die in der wirklichkeitsbezogenen Betrachtung auftreten, ihren Ursprung in mathematischen Unendlichkeitsvorstellungen haben können.
Mangels hinreichender mathematischer Kenntnisse ist es mir leider nicht möglich solche Zusammenhänge über das von mir genannte Beispiel hinaus aufzuklären.

MfG
Harti

Hallo Irena,

Zitat:

(Okotombrok) Und wenn man namhaften Quantenphysikern Glauben schenkt, dann ist die Ursubstanz des Universums keine Teilchen und keine Energie, sondern reine Information

Irena schrieb in Beitrag Nr. 1392-11:

erklärst mir bitte, wie du selbst es verstehst.

ja, (ich verstehe das so, wie Anton Zeilinger es formuliert).

Wenn wir den Unterschied zwischem einem Döner und einer Kaffeetasse betrachten, dann stellen wir erst einmal fest, dass beide lediglich aus den Elementarteilchen Up-Quarks, Down-Quarks und Elektronen bestehen. Desweiteren sorgen starke Kraft, Gluonen und elektromagnetische Kraft, Photonen für Zusammenhalt.
Alle diese Teilchen besitzen keine Individualität. Es gibt keine Döner-Elektronen und keine kaffeetassen-Quarks. Würde man all diese Teilchen vom Döner und von der Kaffeetasse beliebig verstauschen, so hätten wir die selbe Kaffeetasse und den selben Döner vor uns. (tatsächlich passiert das auch ständig in der Natur)
Erst die Information darüber, wie die einzelnen Teilchen zu Atomen und somit Elementen, diese wiederum zu Molekülen und die zu Molekülketten angeordnet sind, macht den Döner zum Döner und die Kaffeetasse zur Kaffeetasse.
Materie ud Information sind es, woraus alle Objekte bestehen, wobei die Materie recht einfach beschaffen ist, die Information hingegen fast grenzenlos komplex.
Eine Wand würde sich förmlich in Luft auflösen, verlöre sie ihre Information.
Wenn man nun danach fragt, was die schier grenzenlose Vielfalt des Universums ausmacht, Materie oder Information, dann ist es meines Erachtens die Information.

Anton Zeilinger sagt dazu:

Zitat:

Die Materie ist immer dieselbe. Es hängt daher nur von der Information ab, was wir vor uns haben. Die Information sagt uns, wie all die Bausteine relativ zueinander organisiert sind. Daher kommen wir zu einer wichtigen Schlussfolgerung:

Information ist der fundamentale Baustein des Universums.

Anton Zeilinger, "Einsteins Spuk", Goldmann Verlag, S. 73

Nun wird diese Sichtweise sicherlich in der Fachwelt kontrovers diskutiert und die Grenze zwischen Physik und Philosophie lässt sich wohl auch nicht mehr klar ziehen. So gibt es Wissenschaftler, die sich gar nicht damit beschäftigen und fleißig Messdaten aufnehmen und Statistiken führen. Aber viele bedeutende Quantenphysiker und Philosophen wie z.B. C.F. von Weizäcker betonen bzw. betonten immer wieder die Bedeutsamkeit der Information als wesentlicher Bestandteil des Universums.

mfg okotombrok

Hallo Okotombrok,
nächste Satz, denke ich, ist ausschlaggebend für unsere Diskussion:

Zitat:

Erst die Information darüber, wie die einzelnen Teilchen zu Atomen und somit Elementen, diese wiederum zu Molekülen und die zu Molekülketten angeordnet sind, macht den Döner zum Döner und die Kaffeetasse zur Kaffeetasse.

Nicht Information über die Anordnung macht Ein zum Einem. Selbst die ANORDNUNG macht Ein zum Einem. Um die Dynamik der Anordnung zu hervorheben, müssen wir über die Beziehungsnetz sprechen. Also ein Beziehungsnetz macht Ein zum Einem.

Zitat:

Wenn wir den Unterschied zwischem einem Döner und einer Kaffeetasse betrachten, dann stellen wir erst einmal fest, dass beide lediglich aus den Elementarteilchen Up-Quarks, Down-Quarks und Elektronen bestehen. Desweiteren sorgen starke Kraft, Gluonen und elektromagnetische Kraft, Photonen für Zusammenhalt.
Alle diese Teilchen besitzen keine Individualität.

DA bin ich mir nicht so sicher. Leider finde ich nicht in meiner "Ordnung" den Buch von ehemaligen Studenten und Kollegen von C.F. von Weizäcker, in dem war die Sprache über Informationmenge (in Bits dargestellt), die ein Photon in sich trägt. Aber auch beliebiges Teilchen wird durch die Unmenge von Beziehungen dargestellt. In diesem FAll sprechen wir über ein technisches/mathematisches Begriff Information (Ich nehme an, gerade die Anwendung des technisches Begriffes in philosophischen Kontext sorgt für die Verwirrung). Diesem Begriff ist egal die sematische Teil der Information, also selbst die Anordnung ist egal. Es wichtig die Zahl, die Menge der Anordnungen, die man quantitaviv beschreiben kann.

Die Beziehungen eines Teilchen werden immer abweichen von den anderen und macht es individuel. Diese Abweichung lässt trotzdem klassifizieren die Teilchen auf ihre phänomenalen Eigenschaften, durch die ihre Verhalten wird allgemein. Aber das Gleiche gilt für die MAkrowelt, für die lebende Welt, für die Zivilisation. Für dich wird Döner von der Ecke unterscheiden von dem Dönner aus anderem Laden. Einem Beobachter, der selbst nicht schmecken kann, alle Dönner werden gleich.

Ich denke, man muss das Grundlegendes verstehen. Es gibt keine Objekte am Ursprung alles DAseins, wie wir es gewöhnt haben. Die ständig wandernden Beziehungen nehmen wir wahr (durch Meßinstrumente) als Knottenpunkte eines Kommunikationsnetzes - als Teilchen. Diese Netz bildet das GAnze. So jede Teilchen ist verknüpft mit jeder anderen im Universum und das Geschehen auf lokale Ebene kann das Geschehen im GAnzen beeinflußen (muss aber nicht).

Ich manchmal denke, dass das Internet ist beste Prätindent für die nächste Evolution. Es ist die Beziehungsnetze aufgebaut, in dem die Störungen (gewollten und ungewollten) als Wellen sich ausbreiten. MAn könnte vorstellen, dass auf diese Ebene Etwas sich entwickelt, zu dem wir so zusagen am andere Ende auch kein Zugang haben würden.
Es könnte die neuen Dimensionen entstehen, wie etwa ihrerzeit die RAumzeit
Auch das Etwas würde nie zur unseren Welt ein Zugang haben und am Ursprung seiner Welt nur Beziehungen entdecken. Vielleicht ist es schon sogar?!

Gruß

Hallo Okotombrok,
Du zitierst Anton Zeilinger wie folgt:

Zitat:

Die Materie ist immer dieselbe. Es hängt daher nur von der Information ab, was wir vor uns haben. Die Information sagt uns, wie all die Bausteine relativ zueinander organisiert sind. Daher kommen wir zu einer wichtigen Schlussfolgerung:
Information ist der fundamentale Baustein des Universums.

Ich kann mit diesem Informationsbegriff nichts so recht anfangen. Es geht doch bei der Naturerkenntnis darum, Erklärungen dafür zu finden, warum bestimmte Naturgeschehen stattfinden; die Gesetze zu erkennen, nach denen Geschehensabläufe stattfinden; welche Kräfte wirken, wie die räumliche Anordnung der Materie zueinander ist, wie die Materie sich im Verhältnis zueinander bewegt etc. Wenn ich all dies mit einem Oberbegriff "Information" bezeichne, gewinne ich doch keine zusätzliche Erkenntnis. Ich schaffe nur einen extrem unbestimmten Oberbegriff, der zudem von dem allgemein üblichen Begriff "Information" abweicht und damit Verwirrung schafft. Unter Information wird nämlich normalerweise der Inhalt einer Mitteilung zwischen Menschen (Sender und Empfänger) verstanden.
Es erscheint mir daher wenig zweckmäßig, einen Gegensatz zwischen Materie und Information zu konstruieren und das Eine für wichtiger zu halten als das Andere. Die bisherigen Begriffe wie Materie, Energie, Kräfte, Bewegungen, Naturgesetze etc. erscheinen mir für das Verständnis der Dinge zweckmäßiger.

MfG
Harti

Hallo zusammen,

Aristoteles unterschied damals ja Materie und Form.

Ich denke auch heute noch, dass es die Form ist, die den Döner von der Kaffeetasse unterscheidet. Insoweit bin ich wohl eher Irenas Meinung. Aber:

Was ist eigentlich der Unterschied zwischen Form und Information? Ist Information vielleicht nur ein moderner Begriff für Form?

Das ist jetzt nur ein vereinfachtes Beispiel:

1.) Ich habe Legobausteine vor mir liegen. In meinem Kopf mache ich mir ein Bild, was ich damit erschaffen soll und beschließe mich dazu ein Legohäuschen zu bauen.
Erst dann ordne ich die Bausteine so an, dass sie am Ende ein Häuschen ergeben.

Wie soll das Häuschen denn entstehen, wenn ich ohne die Information (Absicht) in meinem Kopf beschlossen hätte es zu bauen.

Vielleicht ja so:

2.) Ich packe die Legosteine einfach blind auf einander und versuche mir dann am Ende vorzustellen, dass es ein Häuschen ist.

Aber da die Natur Exemplare gleicher Art hervorbringt z.B Bäume, Menschen, u.s.w..., die in ihrer Grundform identisch sind ist m.E Fall 1.) richtig.

Aber dann kommt wieder die Frage auf, von woher die Information (Absicht) stammt.

G_Nero

Claus schrieb in Beitrag Nr. 1392-16:

Ich denke auch heute noch, dass es die Form ist, die den Döner von der Kaffeetasse unterscheidet. Insoweit bin ich wohl eher Irenas Meinung. Aber:

Was ist eigentlich der Unterschied zwischen Form und Information? Ist Information vielleicht nur ein moderner Begriff für Form?

Hallo Claus,

(ich hoffe doch sehr, du lebst noch nach deinem Beitrag-Nr. 1395-8 !) ;-)

Unter Information verstehe ich das, was am Ende einer jeden Beobachtung steht: ein Wissen über das Beobachtete. Da aber nach der Quantenmechanik der Akt der Beobachtung kein passiver, sondern ein aktiver ist, und Beobachtung die einzige Möglichkeit darstellt, die Welt zu erfahren, "formen" wir gewissermaßen die Welt durch Beobachtung.
Durch Beobachten "formen" wir die Welle zum Teilchen, oder besser, Nichtlokalität zur Lokalität, oder vielleicht noch besser, schaffen aus der Potenzialität eine aktuelle Information.
Unter "Form" verstehe ich in diesem Zusammenhang das durch die Organisation der Materie enstehende Abbild. Die Frage die ich mir dabei stelle ist, inwiefern diese Form unabhängig von der Beobachtung und der daraus resultierenden Information ist und ob es nicht die Information selber ist, die das Universum ausmacht.

mfg okotombrok

Hallo Okotombrok,

(ich lebe noch - trotz Wein... )

"das Beobachtete" - Was beobachtet man? Räumliche oder energetische Abstände und deren Veränderungen. Statische oder dynamische Relationen.
"Organisation der Materie" - Was ist das? Abstände von Atomen zueinander (z.B. in einem Kristallgitter).

Fehlt noch das "Wissen um diese Dinge" bzw. das "Erstellen eines Abbilds" davon. Was macht das Wissen um diese Dinge aus? Gibt es einen Unterschied zwischen a) einem existierenden Universum, in dem jedoch niemand weiß, dass es existiert und b) keinem Universum?

Wissen bedeutet jedenfalls Unveränderlichkeit. Unvereinbar mit zufälligem Auftreten von Erscheinungen und deren Erforschung. Und doch ist Letzteres aus unserer Welt nicht wegzudenken. Wissen und Forschen - Zufall und Determiniertheit - Bestehendes und Künftiges - erscheinen wie sich gegenseitig ausschließende Kehrseiten einer Medaille. Da muss ich bis Dienstag (solange fahre ich gleich auf Reise) mal etwas drüber nachdenken. Vielen Dank für die Anregung dazu.

Hallo zusammen,

ich möchte an dieser Stelle noch einmal auf den Welle-Teilchen-Dualismus zurückkommen wie ihn Anton Zeilinger in seinem Buch "Einsteins Spuk" auf den Seiten 81 - 85 beschreibt (auf Wunsch zitiere ich auch gerne daraus) und meine eigenen Gedanken dazu erläutern.

Die Unschärferelation besagt, je genauer wir ein Teilchen lokalisieren (wohlgemerkt lokalisieren und nicht seine "Lokalität feststellen"), umso ungewisser ist sein Impuls.
Was passiert jetzt bei einer Lokalisierung?
Ein Teilchen kann durch ein Wellenpaket vieler Wellen unterschiedlicher Wellenlängen beschrieben werden. Je mehr Wellen unterschiedlicher Wellenlängen wir addieren, umso kürzer wird das Wellenpaket. Viele unterschiedliche sich überlagernde Wellen bedeutet einerseits, dass sich über den Raum weit ausgedehnte Wellen eliminieren (pos. und neg. Amplituden heben sich auf), was zu einer Lokalisierung des Wellenpaketes führt (Ortsschärfe), andererseits bedeuten viele unterschiedliche Wellen auch viele unterschiedliche Impulse, die Geschwindigkeit des Elektrons ist also entsprechend unscharf. Umgekehrt, messen wir also den Impuls des Teilchens genauer, so besteht das Wellenpaket aus immer weniger unterschiedlichen Wellen, die wegen mangelnder Auslöschung zu einer Nichtlokalität führen, aber zu einem schärferen Impuls.
Da es nun aber nach Anton Zeilinger beide Extreme, absolut exakter Ort oder absolut exakter Impuls prinzipiell nicht geben kann, kann ein Teilchen immer als Wellenpaket beschrieben werden, welches sogar aus mehr Wellen besteht, je genauer es lokalisiert wird. Für eine absolute Ortsbestimmung müssten also unendlich viele Wellen addiert werden, was wohl nicht möglich ist.

Aus dieser Komplementarität von Impuls und Ort bleibt unabhängig von der Art der Beobachtung immer eine Unbestimmtheit bestehen, die ich als Potenzialität bezeichne. Potenzialität als unzählige Möglichkeiten, Informationen aus einem System herauszufiltern.

Daraus schließe ich:

1.)
Welche Information wir über ein System erhalten hängt von der Art der Beobachtung ab (Doppelspalt, photoelektrischer Effekt) und ist immer nur eine von vielen möglichen Informationen.

2.)
Eine Information kann nur beliebig scharf sein, niemals exakt (selbst ein lokalisiertes Objekt muss als Wellenpaket beschrieben werden)

3.)
Das Herausfiltern einer Information führt zum Verlust einer komplementären Information, woraus folgt, dass die Potenzialität immer bestehen bleibt.

Daraus ergeben sich für mich folgende Fragen:

1.)
Inwiefern kann überhaupt von einem Universum die Rede sein, welches unabhängig von menschlicher Beobachtung existiert und wie sollte dieses Universum beschaffen sein?

2.)
Wie kommen wir bei einer "Potenzialität" im Mikrokosmos zu einem doch scheinbar sehr ähnlichem Bild der Wirklichkeit im Makrokosmos, wie sie alle Menschen doch offensichtlich wahrnehmen? Kann hier noch von individueller Wahrnehmung gesprochen werden oder muss man eher von einer kollektiven Wahrnehmung ausgehen?
Die Frage stellt sich mir gerade bei der "Kopenhagener Deutung" der Quantenmechanik. Gibt hier die "Quantenmechanische Dekohärenz" als Interpretation die Antwort?

3.)
Wenn sich unser Universum nur als Potenzialität zeigt, sich nur als mögliche Informationen darbietet, ist es dann nicht die Informationsvielfalt selber, die das Universum ausmacht? Und die Wirklichkeit, die sich durch unsere Beobachtungen zeigt, nicht reine Information?


Ich weiß, dass ich durch meine Fragen die Pfade Naturwissenschaft verlasse und zu philosophieren beginne. Ich bin mir auch dessen bewußt, dass man, um zu naturwissenschaftlichen Erkenntnissen zu kommen, sich nur mit Dingen beschäftigen sollte, die prinzipiell beobachtbar sind. Umgekehrt aber gilt das nicht. Philosophische Interpretationen, die wissenschaftliche Erkenntnisse ignorieren, haben keinen Wert. Somit kommt man beim philosophieren um die Naturwissenschaft nicht herum.

Auf die Anworten auf meine Fragen bin ich schon 'mal gespannt.

mfg okotombrok