Tach auch,
wenn ich mich richtig entsinne, sagt die o.g. Theorie, daß man, wenn man eine Katze in einen abgeschlossenen Kasten sperrt, zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt nicht mit Gewissheit sagen kann, ob die Katze lebt oder tot ist. Mir entgeht dabei mit Sicherheit etwas, aber was an dieser Theorie so weltbewegend? Ist das nicht logisch? Andererseits, irgendetwas muß dran sein, schließlich hat Schrödinger den Nobelpreis bekommen.
Gruß Dirk (der Unwissende)
Ist das nicht logisch?
Sicher ist das logisch. Interessant wird es erst, wenn man aus der Tatsache, daß man zwischen Tod und Leben nicht unterscheiden kann eine Theorie ableitet, nach der die Katze tod und lebendig zugleich ist (bzw. sich in einem Zustand befindet, der Tod und Leben in sich vereint). Genau das ist es, was die Quantenmechanik mit Größen tut, die sich der experimentellen beobachtung entziehen tut und was Schrödinger anhand seiner Katze an einem Beispiel aus unserer Elebniswelt erläutern wollte.
Angesicht des Rummels, den die Philosophen um dieses Gedankenexperiment entfacht haben, wäre es wohl besser gewesen, wenn er es hätte bleiben lassen. Der grundlegende Streitpunkt ist nämlich, ob die Katze während des Experimente wirklich tot und lebendig zugleich ist, oder ob sie einen der beiden Zustände einnimmt, ohne daß der Beobachter sie unterscheiden kann. Oder in der Welt der Quantenmechanik: Ist ein Photon nun Teilchen und Welle zugleich oder ist sie eines von beiden, ohne daß es für den Beobachter unterscheidbar ist bis er ein etsprechendes Experiment durchführt. Die Quantenmechanik geht in diesem Beispiel vom Welle-Teilchen-Dualismus aus, während das unselige Gedankenexperiment eher das Gegenteil suggeriert.
Daher besteht eine beliebte Interpretation des Experimentes darin, daß man die Verhältnisse der Quantenwelt nicht auf die makroskopische Welt übertragen kann. Es gibt also Objekte die Welle und Teilchen zugleich sein können, aber keine Katze die gleichzeitig tod und lebendig ist.
Hi
Den Nobelpreis hat er wohl eher bekommen, weil er mit diesem Gedankenspiel das Verhalten von Quanten und die Problematik der Messung solcher Quanten in der Quantenphysik so anschaulich verdeutlichte. Die Katze steht nämlich für nichts anderes.
Florian
Mit der Kiste fängt es an, aber es geht weiter:
Das wohl bekannteste Gedankenexperiment der Quantenphysik ist das von Erwin Schrödinger vorgestellte Experiment zur Überlagerungen von Zuständen. Dazu steckte er, natürlich nur theoretisch, eine Katze in eine Kiste, zusammen mit einer radioaktiven Apparatur. An diese Apparatur ist eine tödliche Maschine angeschlossen, die, wenn sie ausgelöst wird, den Tod der Katze nach sich zieht. Die Wahrscheinlichkeit, dass die radioaktive Apparatur innerhalb von einer Stunde ausgelöst wird, liegt bei 50 Prozent.
Die Frage ist nun, in welchem Zustand sich die Katze befindet, wenn man nicht in die Kiste hineinschaut. Die Antwort ist: sie ist weder tot noch lebendig, die Katze befindet sich in einem überlagerten Zustand zwischen Tod und Leben. Wenn man in die Kiste hineinschaut, legt man den Zustand der Katze allerdings eindeutig fest. Dieses Experiment hat eine immense Bedeutung für die Quantenmechanik. Solange man keine Messung an einem mikroskopischen System vornimmt, befindet sich das System in einem überlagerten Zustand, man kann dann nur Aussagen über Wahrscheinlichkeiten treffen.
Gruß Fritz Ruppricht
In dem Gedankenexperiment koppelt man einen makroskopischen Gegenstand an das Quantenverhalten eines mikroskopischen. Man kann für einen radioaktiven Kern nur eine Wahrscheinlichkeit angeben, mit der er nach einer bestimmten Zeit zerfallen ist. Man weiß erst wenn man nachschaut, ob der Kern wirklich zerfallen ist. Davor ist er gewissermaßen sowohl zerfallen als auch nicht zerfallen zugleich. Erst die Messung entscheidet das. Koppelt man die Katze daran an, und wird durch das Zerfallen des Kerns der Tod der Katze ausgelöst, so besagt dies, daß die Katze sowohl tot als auch lebendig zugleich ist, solange man nicht nachsieht. Aber Vorsicht: Dies ist die sogenannte Kopenhagener Deutung der Quantenmechanik ! Es gibt auch andere Deutungen. Die Kop. Deutung besagt, daß erst der Meßprozess die Wellenfunktion in einen eindeutigen Zustand überführt (Quantensprung). Das ist aktueller Diskussionsstoff.
Gruß, Moriarty
Tach Dirk,
wie das Experiment aufgebaut ist haben Dir ja schon andere erklärt. Der Witz dabei ist nun nicht, das man nicht mit Gewissheit sagen kann ob die Katze tot ist oder lebt, sondern daß es schlicht gar nicht bestimmt ist.
Das ist ein Unterschied. Es ist nicht etwa so daß die Katze entweder tot oder lebendig ist und wir es nur nicht wissen weil wir nicht in den Kasten gucken, sondern der Zustand der Katze ist grundsätzlich nicht bestimmt. Man könnte sagen, auch Gott weiss es nicht.
Max
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Hallo,
wie das Experiment aufgebaut ist haben Dir ja schon andere
erklärt. Der Witz dabei ist nun nicht, das man nicht mit
Gewissheit sagen kann ob die Katze tot ist oder lebt, sondern
daß es schlicht gar nicht bestimmt ist.
Das ist ein Unterschied. Es ist nicht etwa so daß die Katze
entweder tot oder lebendig ist und wir es nur nicht wissen
weil wir nicht in den Kasten gucken, sondern der Zustand der
Katze ist grundsätzlich nicht bestimmt. Man könnte sagen, auch
Gott weiss es nicht.
Aber die Katze weiss es! (bzw. ein Beobachter, der sich in der Kiste befindet).
Grüße,
Semjon.
Daher besteht eine beliebte Interpretation des Experimentes
darin, daß man die Verhältnisse der Quantenwelt nicht auf die
makroskopische Welt übertragen kann. Es gibt also Objekte die
Welle und Teilchen zugleich sein können, aber keine Katze die
gleichzeitig tod und lebendig ist.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, zu akzeptieren, daß die
Quantenphysik keinerlei Dinge und ihre Eigenschaften beschreibt,
sondern Beobachtungen und Wahrscheinlichkeiten von Beobachtungs-
ergebnissen. Es ist unser „gesunder“ Menschenverstand, der
behauptet, daß die Katze nur in eine der beiden Formen sein
kann. Der gemischte Zustand „existiert“ ja nur, wenn man nicht
beobachtet. Aber wie gesagt, nur das Beobachtete ist von
Relevanz für die Quantenphysik.
MEB
Danke Euch allen
Gleichzeitigkeit, bzw. Nichtbestimmbarkeit war das Stichwort, das mir fehlte.
Gruß Dirk (wieder etwas klüger geworden)
Aber wie gesagt, nur das Beobachtete ist von
Relevanz für die Quantenphysik.
Nicht nur für die Quantenmechanik, sondern für die gesamte Naturwissenschaft. Das Problem bei Schrödingers Katze besteht darin, daß eine gleichzeitig tote und lebendige Katze noch nie beobachtet wurde und deshalb eine Theorie, die einen solchen Zustand postuliert auf sehr wackeligen Beinen steht.
In der Quantenwelt sieht das anders aus. Dort kann man experimentell nachweisen, daß ein Objekt in einem einzigen Experiment zwei gegensätzliche Zustände zugleich einnehmen kann.
Aber die Katze weiss es! (bzw. ein Beobachter, der sich
in der Kiste befindet).
In der Quantenmechanik gibt es aber keinen Beobachter in der Kiste.
Aber die Katze weiss es! (bzw. ein Beobachter, der sich
in der Kiste befindet).In der Quantenmechanik gibt es aber keinen Beobachter in der
Kiste.
und kennt das der katze entsprechende quantum seinen zustand?
Aber die Katze weiss es! (bzw. ein Beobachter, der sich
in der Kiste befindet).In der Quantenmechanik gibt es aber keinen Beobachter in der
Kiste.
Wieso denn nicht? Steig einfach in die Kiste rein und mach die Klappe hinter dir zu. (kein Scherz!)
Grüße,
Semjon.
Wieso denn nicht? Steig einfach in die Kiste rein und mach die
Klappe hinter dir zu. (kein Scherz!)
Darum geht es nicht. Die Quantenmechanik hat (wie der Rest der Naturwissenschaft) die Welt der Quantenmechanik so gut wie möglich zu beschreiben - und zwar nicht aus Sicht der Quanten, sondern aus Sicht eines äußeren Beobachters. Weil alle Aussagen experimentell überprüfbar sein müssen stehen für diese Beschreibung nur Observablen zur Verfügung. Das zwingt die Wissenschaftler alle versteckten Parameter aus der Theorie herauszuschmeißen, was nur möglich ist, wenn man ab und zu Größen zusammenschmeißt, die aus Sicht des gesunden Menschenverstandes unvereinbar sind.
Im Fall von Schrödingers Katze sind die Zustaände „Lebendig“ oder „Tod“ keine Observablen. Wir können also nicht sagen, ob sie tod oder lebendig ist, solange der Kasten geschlossen ist. Es ist aber nicht so, daß wir garnichts über ihren Zustand sagen können. Wir wissen aus Erfahrung, daß wird sie beim Öffnen des Kastens mit jeweils 50%iger Wahrscheinlichkeit tod oder lebendig, aber niemals in einem anderen Zustand vorfinden. Die Beste Beschreibung der Katze im geschlossenen Kasten besteht also darin, daß sie einen Zustand einnimt, in dem für den Beobachter „Tod“ und „Leben“ ununterscheidbar ist, und daß wir sie beim Öffnen des Kastens mit einer definierten Wahrscheinlichkeit in geneu einem dieser Zustände vorfinden. Diese Art der Überlagerung der Zustände nennt man Entartung.
Man könnte natürlich eine Theorie aufstellen, in der der Zustand der Katze als verborgener Parameter erscheint, aber wie will man die experimentell überprüfen?
hast ja recht mit dem was du sagt, aber 
welche größen observabel sind, hängt ja vom beobachter ab. der beobachter in der kiste hat andere observablen als der zweite beobachter draussen.
grüße,
semjon.
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
welche größen observabel sind, hängt ja vom beobachter ab. der
beobachter in der kiste hat andere observablen als der
zweite beobachter draussen.
Eine Maxime der Naturwissenschaft ist die Nützlichkeit. Deshalb ist eine Theorie, die ein Quantenmechanisches System aus Sicht eines darin befindlichen Beobachters beschreibt nicht naturwissenschaftlich, weil weder wir noch noch unsere Meßsysteme den Platz eines solchen Beobachters einnehmen können. Wir beobachten diese Systeme immer von außen und da die Naturwissenschaft nur aus unseren Beobachtungen besteht, kann und muß sie diesese Systeme auch immer nur von außen beschreiben.
irgendwie reden wir aneinander vorbei.
niemand hindert dich daran in die Kiste zu steigen, und daß die Atome, aus denen dein Körper besteht, den gesetzen der quantenmechanik gehorchen, kann du ja nicht bezweifeln. Dein körper, zusammen mit dem der Katze und des fraglichen, radioaktiven Atoms, bilden zusammen ein quantensystem.
was außen und was innen ist, ist lediglich eine frage des beobachters.
Semjon.
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
vielleicht eine unqualifizierte Bemerkung
Hallo,
ich möchte mir erlauben, kurz eine (dumme) Zwischenfrage zu stellen, um festzustellen, ob ich das jetzt auch begriffen habe.
In der Quantenwelt sieht das anders aus. Dort kann man
experimentell nachweisen, daß ein Objekt in einem einzigen
Experiment zwei gegensätzliche Zustände zugleich einnehmen
kann.
Könnte ich das nicht auch folgenderweise:
Ich mache dieses „Experiment“: Ich nehme ein Blatt Papier und sage, es hat den Zustand weiß.
Dann male ich mit einem Buntstift rote Striche über den Bogen und behaupte, es hat nun zwei Zustände: den Zustand „weiß“ und den Zustand „rot“ - gleichzeitig.
Hätte Schrödinger damals anstelle dieser Katze auch mein Beispiel nennen können? Ist das gleichzusetzen?
Freundliche Grüße
Jerry
Warum zerstört eigentlich ein Beobachter den Zustand eines Quanten? Das Quant weiß doch nicht das Wissenschaftler zuschauen!
Ich weiß, daß das mit dem zuschauen irgendwie anders zu verstehen ist, aber wie.
In diesem Zusammenhang möchte ich mal einen wunderschönen Satz weitergeben, den ich mal in einer Zeitschrift zu diesem Thema gelesen habe:
„Das heisenbergsche Unbestimmtheitsprinzip sagt nichts über die Geschicklichkeit von Experimentalphysikern aus“ 
Florian
Warum zerstört eigentlich ein Beobachter den Zustand eines
Quanten? Das Quant weiß doch nicht das Wissenschaftler
zuschauen!
Wie schon in vorherigen Artikeln gesagt wurde, befindet sich ein Quant, solange *keiner* zuschaut i.a. in einem sogenannten ueberlagerten Zustand, d.h. dass z.B. die Katze mit 30%iger Wahrscheinlichkeit lebendig und 70%iger tot ist. Der Beobachter „zerstoert“ diesen Zustand indem er nachschaut oder misst. Ein Messergebnis ist eindeutig und *eine* konkrete Messung kann nur in diesem Beispiel ergeben tot *oder* lebendig. In diesem Sinne heisst „Zerstoeren des Zustands“ festlegen auf einen bestimmten, gemessenen Wert.
Viele Gruesse
Ingo