Hallo zusammen,
eine Frage an alle, die Physik studieren, oder studiert haben: Was findet ihr an Quantenmechanik interessant, bzw. was macht daran Spaß?
Groove
Hallo alleine,
eine Frage an alle, die Physik studieren, oder studiert haben:
Hab´ ich nicht, war nie an einer Uni.
Was findet ihr an Quantenmechanik interessant, bzw. was macht
daran Spaß?
Wenn der interessierte Laie auch was sagen darf:
Mich fasziniert daran, daß sie zeigt wie falsch oder beschränkt unser klassisches Weltbild aus Vor-Quantenzeit war. Wir haben tief in einer Höhle gehockt und geglaubt, daß das was wir in dem hellen Fleck sehen die ganze Welt ist.
Bis einer aufstand und nach draußen ging um festzustellen, daß wir nicht mal einen winzigen Bruchteil der Wirklichkeit kennen.
Dann kam einer, der uns zeigte, wieviele Wirklichkeiten es gibt oder geben könnte.
Wen packt denn da nicht die Neugier?
Gruß
AKQJ10s
Hallo,
ich bin Dipl.-Phys und ich fand QM nie *besonders* interessant.
Es ist ja nun wirklich nicht so, dass die menschliche Vorstellungskraft durch die QM übermässig strapaziert würde, das Meiste wird mit mathematischen Formalismen beschrieben (die man natürlich lernen muss).
Es gibt einfach vielzuviel Interessantes im klassischen Bereich, teilweise noch Unerforschtes bzw. Unverstandenes, das sogar eine gewisse Alltagsnähe hat.
Gruss,
TR
Hallo,
Mich fasziniert daran, daß sie zeigt wie falsch oder
beschränkt unser klassisches Weltbild aus Vor-Quantenzeit war.
„falsch“ ist falsch, und „beschränkt“ lasse ich auch nicht gelten.
Ich würde sagen, das nach wie vor richtige klassische Weltbild wurde vollständiger, und zwar in ganz bestimmten Bereichen.
Wir haben tief in einer Höhle gehockt und geglaubt, daß das
was wir in dem hellen Fleck sehen die ganze Welt ist.
Bis einer aufstand und nach draußen ging um festzustellen, daß
wir nicht mal einen winzigen Bruchteil der Wirklichkeit
kennen.
Kann ich nicht nachvollziehen.
Wir sitzen nach wie vor in einer Höle, sind aber mit der QM um einen Aspekt schlauer geworden.
Ich kuck übrigens auch gerne Raumschiff Enterprise.
Dann kam einer, der uns zeigte, wieviele Wirklichkeiten es
gibt oder geben könnte.
Ja? Wieviele denn? Und vor allem Wer soll dieser Eine denn sein?
Wen packt denn da nicht die Neugier?
Ich glaube gerne, dass es viel populäre Schundliteratur gibt, die jede für sich irgendwelche Aspekte der QM vergewaltigen und bei Ottonormalmenschen einen Boa-Ey Eindruck hinterlassen.
Gruss,
TR
Gruss,
TR
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Die Schönheit in der Physik
Hallo,
dieselbe Frage hat mich ein Professor für Physik auch einmal gefragt: „David, warum beschäftigst Du Dich gerade mit Quantenphysik?“
Meine Antwort:
Jeder liebt schöne Dinge. Die einen geben sich schönen Autos hin, die anderen schönen Frauen, die nächsten schönen Blumen. Schönheit ist etwas sehr subjektives.
Ich habe diese Schönheit in der QM gefunden. Sie ist die wirklich schönste physikalische Theorie, die wir haben. Sie löst Widersprüche, die sie oft selbst erzeugt hat, meistens in wunderbarer Weise auf.
Wenn sich aus einfachen Überlegungen aus der Dirac-Gleichung ein Spin ergibt, der an so vielen anderen Stellen wieder verwandt und berücksichtigt werden muss, dann erfüllt mich das einfach mit einem unendlichen Gefühl der Freude.
Und das ist, denke ich auch notwendig, um Physik zu machen - der Blick für die Schönheit, die in ihr liegt.
Meine Meinung,
viele Grüße,
David
Meinst Du nicht? Kennst Du das Experiment zur Unterstützung der Bellschen Ungleichungen von Aspect, Grangier und Roger?
Hallo TR,
Es gibt einfach vielzuviel Interessantes im klassischen
Bereich, teilweise noch Unerforschtes bzw. Unverstandenes, das
sogar eine gewisse Alltagsnähe hat.
Aber ohne QM hätte dein PC gar nicht gebootet 
Ist doch auch auch Alltagsnah.
MfG Peter(TOO)
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Hallo,
Mich fasziniert daran, daß sie zeigt wie falsch oder
beschränkt unser klassisches Weltbild aus Vor-Quantenzeit war.„falsch“ ist falsch, und „beschränkt“ lasse ich auch nicht
gelten.
Beschränkt lasse ich gern gelten. Ich muss Dir nicht erzählen, dass es viele Phänomene gibt, die die klassische Physik unzureichen oder gar nicht beschreibt.
Ich würde sagen, das nach wie vor richtige klassische Weltbild
wurde vollständiger, und zwar in ganz bestimmten Bereichen.Wir haben tief in einer Höhle gehockt und geglaubt, daß das
was wir in dem hellen Fleck sehen die ganze Welt ist.
Bis einer aufstand und nach draußen ging um festzustellen, daß
wir nicht mal einen winzigen Bruchteil der Wirklichkeit
kennen.
Du redest seltsame Dinge…zuviel Platon gelesen?
Ich kuck übrigens auch gerne Raumschiff Enterprise.
; D
Dann kam einer, der uns zeigte, wieviele Wirklichkeiten es
gibt oder geben könnte.Ja? Wieviele denn? Und vor allem Wer soll dieser Eine denn
sein?Wen packt denn da nicht die Neugier?
XD
Ich glaube gerne, dass es viel populäre Schundliteratur gibt,
die jede für sich irgendwelche Aspekte der QM vergewaltigen
und bei Ottonormalmenschen einen Boa-Ey Eindruck hinterlassen.
Ganz genau! Das ist der Punkt. Diese grässliche Populärliteratur!
Gruß,
David
Hallo David!
Ich möchte dir widersprechen. Ich frage mich, wie man die QM in ihrem gegenwärtigen Zustand als „schön“ bezeichnen kann. Du redest davon, dass sich „innere Widersprüche selber auflösen“. Die Widersprüche der QM haben sich nie aufgelöst. Sie sind allzu häufig einfach nur von Leuten, die lieber viel rechnen anstatt sich Gedanken zu machen, ignoriert worden oder sind unter philosophischem Ballast begraben worden. Das Messproblem der QM ist im Rahmen der QM nicht lösbar und das ist KEIN Peanut. Die Theorie verwendet überdies den Begriff der „Messung“ auf eine semantisch inkorrekte Art und Weise, was gerade von Einstein sofort erkannt wurde („Die Theorie entscheidet was messbar ist!“) und was so etwas wie die ultimative Todsünde ist. Bei der mathematischen Formalisierung der QM handelt es sich im wesentlichen um einen zurechtgeprügelten Algorithmus ohne eine klare physikalische Motivation. Ja Quantenmechanik ist eigentlich gar keine physikalische Theorie, da sie über keine klare Ontologie verfügt: Im mathematischen Formalismus erscheint nicht ein einziges Objekt, das sich direkt physikalisch interpretieren lässt. Stattdessen besteht die einzige Möglichkeit, den Kontakt zum Experiment herzustellen, darin, eine Ontologie aus einer klassischen Theorie (Mechanik, etc.) zu importieren indem auf die klassische Formulierung nach diversen ad hoc - Regeln der übliche Algorithmus zur „Quantisierung“ draufgeknallt wird (Quantisierung ist kein physikalisches Prinzip, sondern ein Kochrezept). Die QM ist ein Algorithmus, ein Kochrezept - aber keine eigenständige physikalische Theorie. Eine wirkliche physikalische Theorie, die die Beschreibung der QM enthält, ist in vollem Umfang nie entwickelt worden, obgleich es (auch zum Teil vielversprechende) Versuche gegeben hat. Wenn wir dann die Relativitätstheorie mit einbinden wollen brechen schließlich alle Dämme. Es gibt keine relativistische Quantenmechank: Die Dirac-(Einteilchen-)-Gleichung hat mit Sicherheit etwas mit der Formulierung einer relativistischen QM zu tun - wie wir aber alle wissen ist die alte Dirac-Theorie bestenfalls eine Vorstufe zu einer relativ. Verallgemeinerung. Dazu hat man dann die Quantenfeldtheorien zu entwickeln gesucht. Theorien wie die Quantenelektrodynamik werden begleitet von Unendlichkeiten, die im Allgemeinen nicht zu kontrollieren sind. Hier beschränkt man sich meist auf eine Behandlung von Streuproblemen - schön für Leute die Teilchenbeschleuniger bauen, allerdings lassen sich so keine Bindungszustände mehr beschreiben, was physikalisch das eigentlich interessante wäre. Wenn du es trotzdem versuchst, also einfach die unitäre Zeitentwicklung voll durchziehst um im Detail zu schauen was passiert, fliegt dir der ganze Laden um die Ohren. Es gibt ein ganzes Forschungsfeld in der math. Physik wo sich die Leute nur damit beschäftigen verzweifelt zu retten was zu retten ist. Eine Theorie die keine Bindungszustände beschreiben kann, kann ja wohl kaum nicht als formvollendete Theorie verstanden werden, nicht wahr?!
The list goes on. Summa summarum stehen wir vor einem Scherbenhaufen und der hat nichts Schönes. Man kann vielleicht die Mathematik, die zur Formulierung der QM verwendet wird (im wesentlichen Funktionalanalysis, in der Teilchenphysik zusätzlich Differentialgeometrie) vielleicht schön finden. Das ist sie! Das ist aber leider eine andere Frage - die „physikalische“ Theorie, die diese Sprache verwendet, muss ja wohl nach anderen Kriterien als „schön“ oder „unschön“ bewertet werden… Die Physiker reden sich meiner Meinung nach viel zu sehr ein, sie hätten die Sache schön meisterhaft gelöst. Das genaue Gegenteil ist der Fall. Nur wenn man dies eingesteht lässt sich etwas verbessern. Ich finde es nicht schlimm wenn wir bis heute „nur“ einen Algorithmus zusammengekriegt haben, der eben einfach keine echte Theorie ist. Das ist schon ok. Physik ist schwer und manchmal kommt man eben nicht so schnell so weit wie man will. Aber wirklich schlimm finde ich, wenn sich die Leute einreden, sie hätten da „die schönste Theorie“ aller Zeiten entwickelt. Das ist grotesk und behindert den Fortschritt ganz erheblich.
Ich fänd’ es dagegen schön wenn sich die Leute wieder mehr auf physikalische Inhalte besinnen würden anstatt immer wildere mathematische Konstruktionen auszuprobieren.
Beste Grüße, Flo
Guten Tag Flo,
aber genau DAS ist ja das Schöne! Die Mathematik! Was bei Galileo galt, gilt auch heute noch: Die Sprache der Natur (im genauern der Physik) ist die Mathematik.
Es bringt einen Scheiß seitenlange Lehrbücher zu schreiben und noch das ach so tolle Qualitätsprädikat „ohne Formeln“ hinzudonnen. Bücher wie, „Physik ohne Formeln“ lange ich schon gar nicht mehr an.
Um die QM als schön zu empfinden, muss man sich klar machen, dass ihre Formulierungen nicht übersetzbar in unsere Sprache sind. Erklär mir, wie Du den Spin wirklich erklären willst, ohne auf logische Widersprüche zu treffen…Sieht nach einer 720° Drehung wieder aus wie vorher…ist der Drehimpuls des Teilchens, das punktförmig ist…Das geht einfach nur durch eins: Mathematik.
Du sprichst, als würde man morgen anstatt der Tageszeitung die Johannesapokalypse zur Hand nehmen! Natürlich ist alles noch in der Entwicklung, Gott sei Dank sind wir heute so weit und raten keinen jungen max Plancks vom Physikstudium ab, weil die Physik ja in absehbarer Zeit vollkommen fertig sei und es nur einige triviale Probleme zu lösen gäbe.
QFT sind aktuelle Forschung, natürlich wird es noch Zeit brauchen um die RT mit der QM zu vereinigen und natürlich war Dirac nicht das Ende. Kein ernsthafter Physik wird Dir erzählen, dass hier keine Hoffnung mehr besteht.
Wenn man nicht bereit ist zu akzeptieren, dass diese Wissenschaft einfach soweit fortgeschritten ist, dass kein Mensch, der sich nicht 100% auf Mathematik einlässt, sie verstehen kann, dann ist es nur verständlich, das sich Frust breit macht - ohne Dir zu nahe zutreten, den hast Du, so hab ich das Gefühl.
Es gibt unglaublich physikalisch unsaubere Theorien, die Elementarteilchenphysik ist eine. Hier versucht man einfach so lange zu probieren und Löcher zu stopfen, bis es zufällig mal klappt. Es ist nur verständlich, dass viele nach neuen Theorien (String etc.) schreien (reden wir nicht über Stringtheorien, da kann ich nicht mehr an mich halten).
Natürlich müssen wir uns eingestehen, dass unsere Theorie nicht schön fertig wie ne runde Sachertorte ist. Ich habe auch nichts dagegen, wenn vergangenes, ach so schönes, angezweifelt wird. Es geht mir viel mehr darum, sich klar zu machen, dass hier eine andere Denkweise gefordert ist - und die drückt sich in Form von Mathematik aus!
Viele Grüße,
David
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Hi David,
aber genau DAS ist ja das Schöne! Die Mathematik! Was bei
Galileo galt, gilt auch heute noch: Die Sprache der Natur (im
genauern der Physik) ist die Mathematik.
Um es in Florians Sprache auszudrücken:
Extra für die QM wurde diese Sprache um einen erheblichen Wortschatz erweitert, einfach deshalb, weil man mit dem bis dato bestehenden Wortschatz nichts hätte anfangen können.
Zeitweise waren die reinen Mathematiker sogar den Physikern hinterher.
Salopp könnte man sagen, die Physiker hätten zuerst neue Worte sprechen gelernt und die Mathematiker sind dann später hergegangen und haben dies in ein grammatikalisch konsistentes Gefüge gepackt.
Der Vorwurf „der Wirklichkeit entsprechend zurechtgedengelt“ passt irgendwie schon. Ich finde das aber nicht so negativ.
Allerdings finde ich passt es nicht zum begriff „Schönheit“.
Es bringt einen Scheiß seitenlange Lehrbücher zu schreiben und
noch das ach so tolle Qualitätsprädikat „ohne Formeln“
hinzudonnen. Bücher wie, „Physik ohne Formeln“ lange ich schon
gar nicht mehr an.
Für mich gilt heute noch: So viel wie nötig und so wenig wie möglich Mathematik. Ich glaube das ist der grundlegende Unterschied zwischen theoretischen und experimentellen Physikern.
Ich persönlich fühlte mich im Studium in der Experimentalphysik zu Hause. (Für Nichtphysiker: Das ist immer noch sehr theoretisch und auch dafür muss man wirklich gut in Mathe sein).
Um die QM als schön zu empfinden, muss man sich klar machen,
dass ihre Formulierungen nicht übersetzbar in unsere
Sprache sind.
Völlig richtig. Und das muss man mögen.
Oder man akzeptiert es und lebt damit. Für die meisten Physiker ist das halt so.
(…)
Du sprichst, als würde man morgen anstatt der Tageszeitung die
Johannesapokalypse zur Hand nehmen!
Obwohl ich Florians Grundaussagen befürworte finde ich, dass er etwas zu weit geht. Die QM ist durchaus eine „vollwertige“ Theorie.
Mit Ihr wurden schon theoretische Vorhersagen gemacht, die später experimentell nachgewiesen worden sind.
(…)
Wenn man nicht bereit ist zu akzeptieren, dass diese
Wissenschaft einfach soweit fortgeschritten ist, dass kein
Mensch, der sich nicht 100% auf Mathematik einlässt, sie
verstehen kann, dann ist es nur verständlich, das sich Frust
breit macht - ohne Dir zu nahe zutreten, den hast Du, so hab
ich das Gefühl.
Ich denke dass - unter Physikern gesprochen- die QM durchaus „qualitativ“ verstehbar ist, also mit wenig Einsatz von Mathematik.
Ich sehe in Florians Aussagen keinen Frust. Er bezieht sich auf die Ausgangsfrage, wo es sinngemäss darum geht, ob man QM interessant findet.
(…)
Es geht mir viel mehr darum, sich klar zu machen, dass
hier eine andere Denkweise gefordert ist - und die drückt sich
in Form von Mathematik aus!
Wie gesagt, 100% richtig.
Und genau das kann jegliche Populärliteratur schlichtweg nicht wiedergeben.
Gruss,
TR
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Hi,
Aber ohne QM hätte dein PC gar nicht gebootet
Ist doch auch auch Alltagsnah.
Stimmt.
Und wer GPS nutzt, für den ist auch die SRT alltagsnah.
Ich wollte in meiner Antwort auf anschaulichem Niveau bleiben.
Dass dieser Strang sich inzwischen auf universitäre Ebene hochgeschaukelt hat finde ich zwar interessant, aber ich bezweifle ob der Ausgangsfrager das wollte.
Gruss,
TR
…dass man sich noch wundern kann!
Hallo,
Ganz genau! Das ist der Punkt. Diese grässliche
Populärliteratur!
Sehe ich anders. Die Menschen haben Angst vor dem, was sie nicht kennen. Die Populärliteratur sorgt natürlich nicht dafür, dass sich alle mit aktueller Forschung auskennnen. Sie sorgt aber immerhin dafür, dass sich viele mit aktueller Forschung auszukennen glauben. Und das ist die Grundlage dafür, dass Forschung überhaupt akzeptiert wird, anstatt sie rundherum zu verteufeln.
Die Alternative zur Populärliteratur kann man sich bei Interesse hier bei www in den Brettern Esoterik und Astrologie anschauen. Teilweise auch in Parawissenschaften. Mit der Unwissenheit der Leute wird haufenweise Geld gemacht. Einfach dadurch, dass man aufgeschnappte Fachbegriffe komplett umdefiniert und dadurch Wissen vorgaukelt und gleichzeitig Staunen und Irrglauben hervorruft.
Irgendwer hat mal gesagt:
Jede hinreichend entwickelte Technologie ist vom unbedarften Beobachter nicht mehr von Magie zu unterscheiden. Populärliteratur beseitigt ein wenig vom ‚unbedarft‘. Sie sorgt einfach für ein bisschen mehr Gewöhnung. Nicht mehr, aber auch nicht weniger.
Gruß
loderunner
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Guten Morgen,
Aber das ist eines der Probleme! Ulla Schmidt (nein, ich möchte nichts über Ulla Schmidt als Politikerin o.ä. hören) sagte einmal (natürlich ironisch), in Deutschland sei jeder Experte für alles, 80 Mio. an der Zahl. Jeder kann Dir was über die spektakulärsen quantenmechanischen Phänomene erzählen, am deutlichsten sieht mans am Kollaps der Wellenfunktion…bum, bäng, buff, und dann fällt diese Wellenfunktion in sich zusammen und kollabiert mit einem großen Knall…
Außerdem denke ich, dass gerade dieses „Pseudowissen“ oftmals zur Verarschung der Allgemeinheit führt. Wenn Magazine wie PM etc. seitenlange Artikel über zweite Universen und jeden Tag neue Einsteins, die die Welt erklärt haben (aber leider niemanden überzeugen konnten und deswegen statt in irgendeinem Journal auf ihrem eigenen Blog publizieren oO), dann finde ich das nicht nur lächerlich, sonder auch unverantwortbar!
Schönen Tag allerseits,
geht ein bisschen raus, die Sonne scheint so schön ; )
Grüße,
David
Hi Loderunner,
ich stimme dir ganz zu.
Ich *glaube* allerdings, dass der Anteil „sachlicher“ Populärliteratur eher gering ist.
Sachliche Literatur ist, gemessen am Zielpublikum, immer anspruchsvoll, nicht leicht verdaulich und erfordert Mitdenken, beschert echte A-ha Effekte und ist gar nicht spektakulär.
Wir sind uns hier bestimmt alle einig, dass diese Art Populärliteratur sehr wichtig ist. Die Frage ist nur, wo setzt man die Grenze.
Für David scheint PM bereits unseriös. Für mich ist PM durchaus noch im Rahmen, weil es zumindest von offensichtlichem Unfug frei ist.
Ich frage mich, woher Royal Flush (der allererste Antworter) seine verklärten Äusserungen haben mag.
Oder wusstest du, dass die QM bewiesen hat, dass das Universum weiblich ist? (Absolut kein Scherz).
Gruss,
TR
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Hi Thomas,
Sachliche Literatur ist, gemessen am Zielpublikum, immer
anspruchsvoll, nicht leicht verdaulich und erfordert
Mitdenken, beschert echte A-ha Effekte und ist gar nicht
spektakulär.
Gut, so können wir uns einigen!
Wir sind uns hier bestimmt alle einig, dass diese Art
Populärliteratur sehr wichtig ist.
In Ordnung.
Oder wusstest du, dass die QM bewiesen hat, dass das Universum
weiblich ist? (Absolut kein Scherz).
Das von hab ich gehört…erklärst Du mir das kurz nochmal?^^
Viele Grüße,
David
Hallo,
Ich *glaube* allerdings, dass der Anteil „sachlicher“
Populärliteratur eher gering ist.
Ja, leider ist das so.
Sachliche Literatur ist, gemessen am Zielpublikum, immer
anspruchsvoll, nicht leicht verdaulich und erfordert
Mitdenken, beschert echte A-ha Effekte und ist gar nicht
spektakulär.
Genau das ist vermutlich das Problem. Heutzutage hat keiner mehr Zeit, ein Buch zu lesen. Bei wikipedia der erste Absatz zum Thema muss reichen. Wie kann man dann erwarten, dass sich jemand durch einen Artikel arbeitet(!), der irgendein Thema der Quantenmechanik oder vielleicht Gentechnik (um ein anderes Schlagwort zu nennen) erläutert? Es muss doch alles schnell gehen! Ohne eigenen Aufwand! So, wie im (Privat-)Fernsehen in der 'Wissenschafts-'show!
Wir sind uns hier bestimmt alle einig, dass diese Art
Populärliteratur sehr wichtig ist. Die Frage ist nur, wo setzt
man die Grenze.
Die Grenze ist vermutlich da zu ziehen, wo sich ein Magazin noch verkaufen lässt oder nicht. Denn staatlich subventionierte Literatur ergibt die gleichen Probleme wie der öffentlich-rechtliche Rundfunk.
Und das bedeutet dann, dass die Grenze sich an den Lesern zu orientieren hat. Was wiederum (s.o.) vermutlich eine ziemlich weit von Wissenschaft entfernte Grenze sein wird.
Für David scheint PM bereits unseriös. Für mich ist PM
durchaus noch im Rahmen, weil es zumindest von
offensichtlichem Unfug frei ist.
Das ist ein hübsches Beispiel dafür: PM muss auch von den Einnahmen bezahlt werden. Und der Wurm muss nun mal (leider?) dem Fisch schmecken, nicht dem Angler.
Ich frage mich, woher Royal Flush (der allererste Antworter)
seine verklärten Äusserungen haben mag.
Vielleicht schreibt er ja mal was dazu.
Oder wusstest du, dass die QM bewiesen hat, dass das Universum
weiblich ist? (Absolut kein Scherz).
Das ist mir neu. Diese Beweiskette würde ich gern mal sehen, hört sich heftig spannend an.
Gruß
loderunner
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Liebe Leutz,
wo fängt denn bei euch „Populärliteratur“ an?
Und ist sie per se verwerflich? IMHO ist „populär“ nicht gleich „trivial“.
Ich habe mich auch von PM (in der Mittelstufe) über ein bißchen von Dithfurt zu Hawking und Greene emporgelesen.
Und ich gebe gerne zu, daß ich die Bücher von Greene vom ersten Moment an spannend fand, ab dem dritten Lesen fing ich an einiges zu verstehen. Für mich ist es eine fremde, fast schon surreale Welt, oder wie will man Alltagserfahrung und Doppelspaltexperiment in Einklang bringen?
Mag man mich deswegen beschränkt nennen, aber String- oder Brantheorie, das inflationäre Universum, virtuelle Teilchen und dergleichen bringen mich an den Rand des Vorstell- und Nachvollziehbaren.
In der Schule und Ausbildung habe ich noch mechanistische „Wenn-Dann-Physik“ des 19. Jhd gelernt, die hat ja auch ihre volle Berechtigung.
Aber mit dem Hintergrund (und nahezu ohne echte Mathematikkenntnisse!) schäme ich mich meines Staunens gegenüber der Physik und Kosmologie die danach kam nicht.
Und darauf bezieht sich auch mein möglicherweise etwas mißglücktes Bild mit der beschränkten Aussicht aus dem Höhlenausgang.
Mir persönlich kommt es schon so vor, als wenn nach Jahrhunderten in dem man nur ein kleines Segment der Wirklichkeit sah nun endlich ein Blick auf das (vielleicht) Ganze möglich ist.
Gruß
AKQJ10s
Hallo David!
Wenn ich vorweg eine kleine Anmerkung machen darf: Ιch bin Student der Mathematik und Theoretischen Physik und ich habe absolut kein Problem mit Mathematik. Ich liebe Mathematik! Aber die Frage mit der man sich als Theoretischer Physiker einfach mal auseinandersetzen muss, ist: Was macht eigentlich eine wohldefinierte physikalische Theorie aus. Das ist ein subtiler Punkt, mit dem sich nach meiner Erfahrung die meisten Theoretiker nie auseinandersetzen, weil sie sich EINSEITIG auf Mathematik und „Herumrechnen“ konzentrieren. Doch nur wenn man sich mit dieser Frage kritisch auseinandersetzt wird es möglich, Mathematik SINNVOLL zur Beschreibung der Natur einzusetzen. Ansonsten verlierst du dich nur allzusehr in wilden mathematischen Konstruktionen. Ich glaube das viele Theoretiker im wahrsten Sinne des Wortes so den Bezug zur Realität verloren haben. Man kann so viel Mathematik in der Beschreibung der Natur zum Einsatz bringen wie man will, aber es muss einem ZWECK und keinem EIGENZWECK dienen: Man muss sich um die natürlichste Formulierung der Naturphänomene bemühen. Jedoch muss dabei immer die PHYSIK im Fordergrund stehen und nicht die „schicke“ Mathematik. Wer eine Theorie schön findet, nur weil er auf Funktionenräume, unendlich dimensionale Darstellungen von Symmetriegruppen, Zusammenhänge auf Hauptfaserbündeln etc. abfährt… hat meiner Meinung nach in der Physik nichts verloren.
Das sich die Phänomene der QM etc. nur durch immer „abgefahrenere“ mathematische Konstruktionen erfassen lassen, die sich jedweder Anschauung zu entziehen HABEN (so häufig die Auffassung), halte ich für DEN Mythos des 20. Jhds in der Theoretischen Physik. Dem ist nicht so! Immer wenn sich „echte“ Physiker (also Leute die sich genau die Gedanken machen, die ich einfordere) ernsthaft damit auseinandergesetzt haben, ist dabei häufig was Gutes rumgekommen, nur leider gibt es viel zu wenige solche Leute. Es gibt heute viele hervorragende Ansätze in diese Richtung, wo sich viele „mystische“ Paradoxien der QM in Schall und Rauch auflösen und man erkennt, dass es nur deswegen mystisch war, weil sich keiner hingesetzt und vernünftig über Physik Gedanken gemacht hat, weil alle so dermaßen darauf abgefahren sind heiter Bras und Kets zusammenzustecken… Der Punkt ist letztendlich: Wenn wir uns über die Bedeutung der Mathematik die wir verwenden gar nicht mehr VERSUCHEN Gedanken zu machen, weil wir von vornherein erwarten, dass wir es nicht durchschauen können, wird es sehr sehr gefährlich, denn wir blockieren uns selbst. Ich könnte dir sehr viele Beispiele aufzählen, wo gerade in den letzten zwei, drei Dekaden ungeheuerlich ANSCHAULICHE Erklärungen für QM-Phänomene gefunden wurden, was den Leuten nur deswegen jahrzehntelang nicht aufgefallen ist, weil im kollektiven Bewusstsein verankert war, dass QM „halt so verrückt ist und man es nicht verstehen kann“… Und DAS frustriert mich in der Tat, weil es mich furchtbar ärgert das hier viele Chancen nicht genutzt wurden. Letztendlich ist es die Gesellschaft, die darunter leidet, weil sich viele technologische Entwicklungen erst Jahrzente verspätet einstellen werden.
Das sich die QM nicht verstehen lässt, hat nichts damit zu tun, dass die Sprache nicht übersetzbar wäre, sondern nur damit, dass die QM keine Ontologie hat. Die QM KANN man nicht übersetzen, da sie als physikaliche Theorie „ill-defined“ ist.
Du fragst mich wie ich das mit dem Spin machen will? Na, mal ein konkretes Beispiel, bittesehr: Das hier das Phänomen auftritt, dass das Teilchen erst nach 720° (eine doppelte Vollumdrehung) in den Ausgangszustand zurückkehrt, ist nicht weiter verwunderlich, wenn man Ahnung von Mathematik hat: Der Punkt ist, salopp gesagt, dass es falsch ist, in der mathemtischen Modellierung des dreidimensionalen euklidischen Raumes (R^3) die SO(3) als die Drehgruppe dieser Geometrie anzunehmen: Die SO(3) ist blind für die Information, ob man einen Vektor A „links herum“ oder „rechts herum“ auf einen Vektor B dreht. Diese Information ist aber in der Gruppe SU(2) enthalten (Zwei-zu-Eins - Überlagerung!!!), weswegen in der Modellierung des physikalischen Raumes die SU(2) als die Drehgruppe des Raumes zu verstehen ist. Der Spin des Elektrons ist nun so ein Objekt, dem es salopp gesagt „nicht egal“ ist, ob man ihn „links herum“ oder „rechts herum“ dreht (anders als bei den stinknormalen Vektoren), man spricht hier in den meisten Darstellungen von Spinoren, am elegantesten lassen sich diese Objekte aber als Elemente der geraden Unteralgebra der Clifford-Algebra des euklidischen R^3 erfassen (gerade Multivektoren) und DANN sind diese Objekte etwas geometrisch vollkommen natürliches - oder zumindest nicht mystischer als jeder „stinknormale“ Vektor deines Vertrauens. Wenn du in dieser Sprache die Pauli-Gleichung formulierst, reduziert sich so ziemlich alles was mit Spin zu tun hat (eigentlich wirklich alles wenn ich es recht überdenke) - der ja angeblich so „unerklärlich“ ist - auf SIMPELSTE, ja geradezu PRIMITIVSTE rein GEOMETRISCHE Inhalte des dreidimensionalen Raumes. Daran ist nichts, aber auch wirklich GAR NICHTS mystisches. Es ist nur Geometrie. Aber das ist eben genau das was passiert, wenn sich Leute aufhören Gedanken zu machen: Sie fangen an überall Gespenster zu sehen („oh Gott ist die QM verrückt“). Die sollen sich mal lieber hinsetzen und ihren Job ordentlich machen!
Und noch einmal: Ich bin KEIN BISSCHEN frustriert, weil ein enormes Maß an Mathematik notwendig ist, um Physik zu verstehen. Das ist so! Wie mit jedem Werkzeug muss man aber LERNEN vernünftig und in gewissermaßen auch VERANTWORTUNGSVOLL damit umzugehen. Das haben die Physiker nicht drauf, sorry. Ich bin dagegen frustriert über Leute, die im Endeffekt von Tuten und Blasen keine Ahnung haben, ihre Hausaufgaben nicht machen, und dann im nächsten Satz anfangen davon zu reden, „dass alles gaaaaaaanz komisch ist“ und jeden für verrückt erklären, der ihnen versucht zu erklären, dass da gar nichts verrückt ist, dass man sich einfach mal ordentlich GEDANKEN machen muss bevor man anfängt draufloszurechnen…
Und eine physikalische Theorie ist nicht schön, nur weil sie „schicke“ Mathematik verwendet. Eine Theorie die über ECHTE physikalische Inhalte redet, hat dann vielleicht noch schickere Mathematik, vielleicht auch viel weniger schickere Mathematik. Der Punkt ist: Darum geht es nicht! Es geht darum GUTE PHYSIK zu machen. Und gute Physik ist nicht, wenn ich anfange „von Messungen an sich“ zu reden. Gute Physik ist nicht, wenn ich quasi per Patch-Work meine Theorie aus Tausend Einzelteilen zusammenfusche weil ich kein sauberes physikalisches Fundament habe. Gute Physik ist nicht, wenn meine Theorie nicht ein einziges Objekt hat, dass sich physikalisch interpretieren lässt und gute Physik ist auch nicht, wenn mir meine Theorie um die Ohren fliegt wenn ich mal genauer hinschaue und ich DANN behaupte „das wäre ja alles nicht so wichtig“… Und deswegen behaupte ich: QM ist so wie sie heute existiert nicht schön und es gibt viel zu tun. Also mein Appell: Packen wir’s an und stecken nicht ständig unseren Kopf in den Sand weil wir denken es ginge ja eh nicht!
Beste Grüße, Flo