Hi!
„Liegt“ die Unschärferelation am Wesen der Sache (Teilchen HABEN keinen genauen Ort bzw. Geschwindigkeit) oder am Wesen des Messverfahrens? Letzteres scheint mir viel einleuchtender…
Sirach, dergernewiederklarheitinseinemweltbildhätte
P.S. Die Antworten reicht volkommen, wenn sie populärwissenschaftlich (im Sinne von (z.B.): „Es liegt im Wesen des Messverfahrens.“ ) gegeben wird!
Hi,
das es NICHT am Messverfahren liegt ist ja gerade der springende Punkt. Die Vorstellung diese Unschärfe bedeutet ein unscharfes oder verwaschenes Messergebnis ist schlichtweg völlig falsch.
Gruß
Claudius
Hi.
Mir ist das noch nicht ganz klar:
A)
Heißt das, dass sich Teilchen, dadurch, dass sie entweder keine genaue Geschwindigkeit oder genaue Position haben,einfach chaotisch (nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit) durch den Raum bewegen?
B)
Oder ist es eher im Sinne von „Jeder Beobachter beeinflusst den Vorgang/das Experiment.“? Das hieße, dass es im Wesen JEDER Messung läge, keine genauen Ergebnisse zu liefern.(?)
Gruß.
Sirach
Hi!
Wenn du nach dem „Warum“ bzgl. der Unschärferelation fragst ist die einzige Antwort, die man wohl geben kann, dass sie fundamentaler Bestandteil der Natur unseres Universums ist - und nein, es ist KEIN Messproblem. Wie hat jemand mal so schön gesagt: „Die Heisenbergsche Unschärferelation sagt nichts über die Geschicklichkeit von Experimentalphysikern aus!“ 
Florian
Hi!
A)
Heißt das, dass sich Teilchen, dadurch, dass sie entweder
keine genaue Geschwindigkeit oder genaue Position
haben,einfach chaotisch (nur mit einer gewissen
Wahrscheinlichkeit) durch den Raum bewegen?
JA! Die kleinen Scheißer machen was sie wollen wenn man es nicht so genau von ihnen wissen will!
B)
Oder ist es eher im Sinne von „Jeder Beobachter beeinflusst
den Vorgang/das Experiment.“? Das hieße, dass es im Wesen
JEDER Messung läge, keine genauen Ergebnisse zu liefern.(?)
Das auch. Jede Beobachtung beeinflußt das Verhalten von Teilchen. Es gibt da z.B. das Phänomen der „verschmierten Zustände“ - da kann ein Partikel mehrere ( sich eigentlich gegenseitig ausschließende ) Zustände gleichzeitig annehmen, weil sich das Partikel mit niemandem ( keinen anderen Partikeln ) in Wechselwirkung befindet - sozusagen mit niemandem interagiert. Erst wenn eine Wechselwirkung hergestellt wird, nimmt das Partikel einen konkreten und eindeutigen Zustand an - das ist der Grund, warum du beim Doppelspaltversuch mit z.B. Elektronen ohne Messung ( keine Wechselwirkung! ) mit den Elektronen ein Interferenzmuster und mit Messung ( Wechselwirkung! konkreter Zustand notwendig! ) ein zwei - Strichmuster bekommst, wie man es eigentlich erwarten würde! Somit hast du Recht, ja: Es liegt im Wesen jeder Messung das sie falsch ist!
Die berechenbaren Phänomene der makroskopischen Welt kommen überhaupt erst durch Überlagerung dieser ganzen chaotischen Verhaltensweisen zustande! Ähnlich wie z.B. beim Wetter: Das verhalten der einzelnen Gasteilchen in der Atmosphäre ist chaotisch und nicht vorhersehbar - aber durch das Zusammenspiel dieser vielen chaotischen Verhaltensweisen kommt es dann „bei sehr großer Entfernung“ dazu, dass sich wieder ein nachvollziehbares System einstellt.
Florian
Aber…
Hi.
(Ich antworte mir selbst, um auf mehrere Artikel gleichzeitig antworten zu können!)
Wenn es im Wesen der Teilchen liegt, läuft das doch auf ein chotisches Verhalten der Natur hinaus.
Beispiel (provokativ): Wenn ich eine Tasse herunter fallen lasse, landet sie auf dem Boden. Wenn aber die Teilchen machen könnten, was sie „wollen“ könnten sie doch (z.B.) „beschließen“ einfach schon in der Luft (vor dem Aufkommen) außeinander zu gehen oder einfach „hoch“ zu fliegen. Das passiert jedoch nie! (man mache den Versuch 
) =>Chaos??
Sirach, demdasschonklarist,derdasabernichtsorechtglaubt!
Hi!
Wenn es im Wesen der Teilchen liegt, läuft das doch auf ein
chotisches Verhalten der Natur hinaus.
Ja. Es ist völlig chaotisch. Du kannst nicht vorhersehen was ein Teilchen im nächsten Moment machen wird - du kannst nur sagen, wie wahrscheinlich es ist, dass irgendetwas passieren wird.
Beispiel (provokativ): Wenn ich eine Tasse herunter fallen
lasse, landet sie auf dem Boden. Wenn aber die Teilchen machen
könnten, was sie „wollen“ könnten sie doch (z.B.)
„beschließen“ einfach schon in der Luft (vor dem Aufkommen)
außeinander zu gehen oder einfach „hoch“ zu fliegen. Das
passiert jedoch nie! (man mache den Versuch
Nein! Dieses völlig chaotische ( chaotisch ist eigentlich ein schlechter Begriff; sagen wir zufällig ) Verhalten von Partikeln bezieht sich nicht auf komplizierte physikalische Wechselwirkungen auf makroskopischer Ebene! Ich hab’ versucht es dir zu erklären: Ein einzelnes Partikel, das nicht mit anderen Partikeln in Wechselwirkung steht ( hey, bei einer Kaffetasse laufen in einem Bruchteil einer Sekunde so viele Wechselwirkungen über Kraftfelder ( virtueller Partikelaustausch ) ab, das kannst du gar nicht zählen! da stehen die Teilchen ständig in Wechselwirkung miteinander ) kann im weitesten Sinne machen was es will - wenn es in Wechselwirkung mit anderen steht muß es konkrete Zustände annehmen ( sich für einen Zustand entscheiden; sich sozusagen „rational“ verhalten ).
Du kannst z.B. die Flugbahn eines Partikels nicht so genau vorhersagen wie die eines Balles! Beim Partikel gibt es immer eine Unschärfe - das heißt eine gewisse Ungewissheit welche genauen Eigenschaften das Partikel im nächsten Moment haben wird ( frag jetzt nicht WARUM das so ist; es liegt an der Heisenbergschen Unschärferelation - die gehört sozusagen einfach zu unserem Universum dazu ). Ein Ball wiederum kann man sich ja im Prinzip als eine gigantische Ansammlung von Partikeln vorstellen. Jedes Partikel für sich alleine genommen kann sich unscharf verhalten - wenn sie aber in einem so komplexen physikalischen System miteinander in Wechselwirkung stehen kann man es sich so vorstellen, dass die Überlagerung der Unschärfe aller Partikel sozusagen ein logisch nachvollziehbares System ergibt! Die einzelnen Partikel des Balles stehen ja ständig miteinander in Wechselwirkung.
Man weiß heute gar nicht genau, wo diese rationale Welt der klassischen Physik aufhört und wo die Welt der Quantenphysik beginnt - wo also Partikel beginnen sich so chaotisch zu verhalten. Falls du mal die Diskussion um die Miniaturisierung von Computern mitverfolgt hast, wirst du bemerkt haben, dass man spekuliert, ob man die Miniaturisierung von Schaltsystemen - selbst wenn es technisch noch möglich ist - noch großartig weiter treiben kann. Weil man eben nicht weiß, wo diese beiden „Welten“ ineinander übergehen, befürchtet man, dass man eines Tages einen Computer konstruieren könnte, der einfach nicht funktioniert, weil sich die Schaltkreise nicht mehr gemäß den Gesetzen der klassischen Physik, sondern nach der Quantenphysik verhalten - d.h., die Elektronen machen eben manchmal was sie wollen und ruinieren somit jeden Versuch einer Berechnung. Vielleicht hilft dir das, diesen Unterschied zwischen der makroskopischen Welt und der Quantenwelt weiter klarzumachen - es erfordert sozusagen eine gewisse Komplexität, damit ein physikalisches System klassisch physikalisch funktioniert. Eine Kaffeetasse ist eindeutig komplex genug .
Vielleicht noch ein anderer Punkt: Vor einiger Zeit ( ist vielleicht einen Monat her ) hat ein Physiker spekuliert, dass es am Anfang des Universums für eine kurze Zeit eine sog. „magische Welt“ gegeben haben könnte, in der die Heisenbergsche Unschärferelation noch nicht die Welt im Griff hatte und wo das Verhalten der Partikel tatsächlich noch völlig berechnbar war…die HUR ist also kein „Muß“ - es ist einfach die Art und Weise, wie unser Universum funktioniert ( im Moment jedenfalls und wahrscheinlich für immer ).
Florian
Hallo Sirach
„Liegt“ die Unschärferelation am Wesen der Sache (Teilchen
HABEN keinen genauen Ort bzw. Geschwindigkeit) oder am Wesen
des Messverfahrens? Letzteres scheint mir viel
einleuchtender…
Das Problem ist: Weder noch, sie liegt am Wesen der Teilchen.
Zum Ersten: Teilchen können durchaus einen beliebig genau festgelegten Ort bzw. Impuls haben, aber eben nur dann, wenn man sich nicht gleichzeitig dazu entschliesst, das jeweils andere auch noch genau zu bestimmen.
Zum Zweiten: Am Messverfahren liegts auch nicht, wie schon betont.
Vielleicht könnte man noch formulieren, dass Ort und Impuls keine guten Grössen sind, um Teilchen zu beschreiben, denn sie sind nicht unabhängig voneinander, aber anderseits sind sie unabhängige Messgrössen.
Wie mans dreht und wendet, so richtig verstehen kann man das nicht. Aber ein praktischer Physiker sagt in so einer Situation: Macht nichts, es funktioniert.
Gruss
Thomas
THX!
Hallo!
Vielen Dank! (Das war ein * wert!)
Mir ist nun klar, was gemeint ist; auch wenn ich das nicht glaube… (Werde Mathe und Physik studieren und das wiederlegen/ersetzen!)
…
Schüs!
Sirach
THX! ist mir jetzt klar(er)… ohne wichtigen Text
Hi!
Vielen Dank! Mir ist es jetzt klar.
Sirach
Hi,
man hätte noch erwähnen sollen, dass sich die gesamten Aussagen hier mehr oder weniger auf die Kopenhagener Interpretation der Quantenmechanik beziehen.
Es gibt andere Interpretationen wie etwa die Bohmsche, die auf einer sog. versteckten Variable gründen. Bei diesen Interpretationen kehrt auch in die QM der Determinismus ein.
An sich ist die Wahl der Kopenhagener Interpretation ziemlich willkürlich. Es gibt bis jetzt keine Experimente, die entschiden hätten, welche die richtige ist.
ciao
ralf
Hallo Thomas,
ich freue mich, mal wieder mit dir zu sprechen.
Zum Ersten: Teilchen können durchaus einen beliebig genau
festgelegten Ort bzw. Impuls haben, aber eben nur dann, wenn
man sich nicht gleichzeitig dazu entschliesst, das jeweils
andere auch noch genau zu bestimmen.
das scheint mir sehr anfechtbar zu sein (und ist ja auch angefochten worden). Es ist IMHO ja gerade entscheidend für die Bedeutung der Theorie, dass sie eine grundsätzlich Grenze der menschlichen Erkenntnisfähigkeit aufzeigt. Zeigte sie nur einen Zustand des Teilchens selbst an, dann wäre das Problem nicht so prinzipiell. Das formulierst du auch selbst, wenn du schreibst:
„nur dann, wenn man sich … dazu entschliesst“. Diese Formulierung hebt den ersten Teil deines Arguments „Teilchen können durchaus einen beliebig genau festgelegten Ort bzw. Impuls haben“ auf, denke ich.
Zum Zweiten: Am Messverfahren liegts auch nicht, wie schon
betont.
Richtig, das Verfahren ist nicht schuld, wohl aber die Messung. Die Unschärferelation zeigt eine menschliche Unzulänglichkeit, einen „erkenntnistheoretischen Defekt“ (wenn man will).
Vielleicht könnte man noch formulieren, dass Ort und Impuls
keine guten Grössen sind, um Teilchen zu beschreiben, denn sie
sind nicht unabhängig voneinander, aber anderseits sind sie
unabhängige Messgrössen.
Die kopenhagener Deutung (die du hier ja zugrunde legst) verwechselt die „Teilchen als Teilchen“ mit den „Teilchen als Messgrößen“, was sie so suspekt macht.
Wie mans dreht und wendet, so richtig verstehen kann man das
nicht.
Ich habe mit dem Verständnis eigentlich kein Problem. Es ist doch klar, dass, wenn ich etwas, das ich beobachten möchte, in dem Augenblick, wo ich es beobachten möchte, „wegziehe“ bzw. „wegschieße“, es mir nicht mehr zur Verfügung steht und also das Ergebnis - wenn ich dem prinzipiell nicht abhelfen kann - falsch sein muss.
Aber ein praktischer Physiker sagt in so einer Situation: Macht
nichts, es funktioniert.
Woran man sieht, dass es den praktischen Physikern heutzutage nicht mehr um Erkenntnis geht, sondern um Machbarkeit.
Herzliche Grüße
Thomas Miller
Hallo Thomas,
ich freue mich, mal wieder mit dir zu sprechen.
Ganz meinerseits
das scheint mir sehr anfechtbar zu sein (und ist ja auch
angefochten worden). Es ist IMHO ja gerade entscheidend für
die Bedeutung der Theorie, dass sie eine grundsätzlich Grenze
der menschlichen Erkenntnisfähigkeit aufzeigt. Zeigte sie nur
einen Zustand des Teilchens selbst an, dann wäre das Problem
nicht so prinzipiell. Das formulierst du auch selbst, wenn du
schreibst:
„nur dann, wenn man sich … dazu entschliesst“. Diese
Formulierung hebt den ersten Teil deines Arguments „Teilchen
können durchaus einen beliebig genau festgelegten Ort bzw.
Impuls haben“ auf, denke ich.
Ok, ich denke, hier kommt eine Sache zu Tage, die ein Physiker von Grunde auf lernt und in der er sich von Philosophen unterscheidet.
Als Physiker denke ich folgendermassen: Wenn ich in der Lage bin, z.B. den Ort eines Teilchens beliebig genau zu messen (und das geht ja auch), dann HAT das Teilchen auch einen beliebig genauen Ort. Dasselbe kann ich auch mit dem Impuls machen.
Schwierigkeiten bekomme ich dann wenn ich denke: OK, beide Grössen HAT das Teilchen beliebig genau, ich kann es nur nicht so genau gleichzeitig messen. Also baue ich meine Theorie so, dass Teilchen beides beliebig genau haben - und schwupp, falle ich auf die Nase, wenn ich auch noch so selbstverständliche Dinge wie Lokalität oder Kausalität dazunehme.
Also ist irgendetwas falsch, aber was?
Kausalität will man nicht gerne aufgeben. Und wenn das Teilchen die jeweilige Eigenschaft nicht HAT, dann nimmt sie sie erst an, wenn man die Messung durchführt. Aber auch das ist nicht so toll, denn das hiesse, dass das Teilchen sich erst im Moment der Messung festlegt und dann ist zu fragen, warum, durch was und durch wen.
Am ehesten ist es die Lokalität, die man aufgeben muss, aber auch hier ist man sich immer noch nicht sicher, wie das genau aussieht.
Richtig, das Verfahren ist nicht schuld, wohl aber die
Messung. Die Unschärferelation zeigt eine menschliche
Unzulänglichkeit, einen „erkenntnistheoretischen Defekt“ (wenn
man will).
Ok, aber worin besteht dieser Defekt?
Ich habe mit dem Verständnis eigentlich kein Problem. Es ist
doch klar, dass, wenn ich etwas, das ich beobachten möchte, in
dem Augenblick, wo ich es beobachten möchte, „wegziehe“ bzw.
„wegschieße“, es mir nicht mehr zur Verfügung steht und also
das Ergebnis - wenn ich dem prinzipiell nicht abhelfen kann -
falsch sein muss.
Aber es war immer schon so, dass man durch eine Messung gerne erfahren möchte, wie etwas ist, auch wenn ich gerade nicht hinschaue (Macht ein fallender Baum ein Geräusch, wenn keiner da ist, um ihn zu hören?). Bis zur Quantenmechanik hat das auch alles ganz gut geklappt.
Aber ein praktischer Physiker sagt in so einer Situation
Macht nichts, es funktioniert.Woran man sieht, dass es den praktischen Physikern heutzutage
nicht mehr um Erkenntnis geht, sondern um Machbarkeit.
Das ist ja auch das, was bezahlt wird. Und wie schon gesagt, mit der Erkenntnisfähigkeit hapert es ja ziemlich. Und manchmal muss man auch tatsächlich sagen: wichtig sind nur ganz praktische Dinge, wie „wo bekomme ich meine nächste Mahlzeit her?“. Frag mal Deine Tochter…
Viele Grüsse
Thomas
Hallo Ralf!
man hätte noch erwähnen sollen, dass sich die gesamten
Aussagen hier mehr oder weniger auf die Kopenhagener
Interpretation der Quantenmechanik beziehen.
Es gibt andere Interpretationen wie etwa die Bohmsche, die auf
einer sog. versteckten Variable gründen. Bei diesen
Interpretationen kehrt auch in die QM der Determinismus ein.
An sich ist die Wahl der Kopenhagener Interpretation ziemlich
willkürlich. Es gibt bis jetzt keine Experimente, die
entschiden hätten, welche die richtige ist.
Das ist ja SEHR interessant!
=> *
Das wusste ich noch gar nicht! Es scheint mir, dass es sowieso einen Determinismus in der Natur gibt, wobei man jedoch nur sehr bedingt (bzw. eingeschränkt) Vorraussagen machen kann…
Sirach
Hi!
Mir ist nun klar, was gemeint ist; auch wenn ich das nicht
glaube… (Werde Mathe und Physik studieren und das
wiederlegen/ersetzen!)
Laß es uns zusammen versuchen - ich bin dafür das Wechselwirkungen der Teilchen mit Kraftfeldern im Hyperraum für das unberechenbare Verhalten verantwortlich sind - na klingt doch schon ganz gut für den Anfang *g*
Florian
Hallo!
man hätte noch erwähnen sollen, dass sich die gesamten
Aussagen hier mehr oder weniger auf die Kopenhagener
Interpretation der Quantenmechanik beziehen.
Es gibt andere Interpretationen wie etwa die Bohmsche, die auf
einer sog. versteckten Variable gründen. Bei diesen
Interpretationen kehrt auch in die QM der Determinismus ein.
An sich ist die Wahl der Kopenhagener Interpretation ziemlich
willkürlich. Es gibt bis jetzt keine Experimente, die
entschiden hätten, welche die richtige ist.
Nope. Man konnte zeigen das es keine versteckten Variablen geben kann -> kein Determinismus. sorry.
Florian
Nope. Man konnte zeigen das es keine versteckten Variablen
geben kann -> kein Determinismus. sorry.
das gilt soweit ich weiss nur für lokale Variablen.
ciao
ralf
Hi!
Laß es uns zusammen versuchen
Wechselwirkungen der Teilchen mit Kraftfeldern im Hyperraum
für das unberechenbare Verhalten verantwortlich sind
klingt doch schon ganz gut für den Anfang *g*
Bleibt nur noch zu klären, wo wir studieren wollen. (?)
Meinst du nicht auch, dass alles determiniert ist und es nur unmöglich ist, das Verhalten der Natur vorherzubestimmen?
Sirach, der für die Stationen Heidelberg, Princeton, Harvard wäre… *g*
Hallo Sirach,
Meinst du nicht auch, dass alles determiniert ist
Vorsicht: Wenn „alles“ wirklich alles ist, würde das auch das Verfassen und Abschicken Deines Postings einschließen. Es wäre dann nicht so gewesen, daß Du das Posting geschrieben hast, weil Du es wolltest , sondern es stand bereits vor 1000 Jahren fest (der „Laplacesche Dämon“ hätte es da schon vorhersehen können). Beachte, daß eine Welt, in der alles determiniert ist, keinen Platz für einen echten freien menschlichen Willen läßt. Die Vorstellung, daß dies so sein könnte, und höchstens unser Gehirn glaubt, es könne etwas „wollen“, empfinde ich als ziemlich bedrückend. Beachte auch, daß in einer vollständig deterministischen Welt niemand mehr für irgendetwas verantwortlich gemacht werden könnte (weil ja auch jede Missetat vorherbestimmt ist). Würdest Du in einer solchen Welt gerne leben wollen?
Mit freundlichem Gruß
Martin
Hallo Thomas,
Kausalität will man nicht gerne aufgeben. Und wenn das
Teilchen die jeweilige Eigenschaft nicht HAT, dann nimmt sie
sie erst an, wenn man die Messung durchführt. Aber auch das
ist nicht so toll, denn das hiesse, dass das Teilchen sich
erst im Moment der Messung festlegt und dann ist zu fragen,
warum, durch was und durch wen.
Am ehesten ist es die Lokalität, die man aufgeben muss, aber
auch hier ist man sich immer noch nicht sicher, wie das genau
aussieht.
aus meiner Sicht muss man weder das eine noch das andere aufgeben, man muss nur die Kausalität anders begreifen, als man sie gewöhnlich im physikalischen Geschäft versteht. Aber wahrscheinlich wäre das aus der Sicht der Physiker schon eine Aufgabe des Begriffs. Mir hingegen scheint es aus philosophischer Sicht sinnvoller, an dieser Stelle zu modifizieren, weil mir die Aufgabe der Lokalität problematischer erscheint.
Richtig, das Verfahren ist nicht schuld, wohl aber die
Messung. Die Unschärferelation zeigt eine menschliche
Unzulänglichkeit, einen „erkenntnistheoretischen Defekt“ (wenn
man will).Ok, aber worin besteht dieser Defekt?
Er besteht darin, dass der Mensch diese Dinge prinzipiell nicht erkennen kann, weil er, indem er erkennen will, in das zu Erkennende eingreift und es verändert und mithin nicht das zu Erkennende erkennt, sondern etwas anderes, nämlich die durch seinen Eingriff modifizierte Situation des Teilchens, also nicht die Ausgangslage. Man könnte also sagen, der Forscher intendiert etwas, was er nicht erreichen kann, weil der gerade durch den Vorgang dieser Intention das Objekt verändert (und also nicht in der Lage ist, an dieser Stelle richtig zu intendieren).
Aber es war immer schon so, dass man durch eine Messung gerne
erfahren möchte, wie etwas ist, auch wenn ich gerade nicht
hinschaue (Macht ein fallender Baum ein Geräusch, wenn keiner
da ist, um ihn zu hören?). Bis zur Quantenmechanik hat das
auch alles ganz gut geklappt.
Das bedeutet ja auch nur, dass das Vorgehen der Messung hier versagt. Das ist eigentlich alles. Weiterhin bedeutet es ggf., dass man Erkenntnisse über den Mikrobereich aber durchaus auf indirektem Wege erhalten kann, dann aber eben auf theoretischem Weg, also mittels Schlussverfahren etc. Das aber sind begriffliche Verfahren und eben keine empirischen, weshalb hier die Begriffe auf ihre Tauglichkeit geprüft werden müssen.
Aber ein praktischer Physiker sagt in so einer Situation
Macht nichts, es funktioniert.Woran man sieht, dass es den praktischen Physikern heutzutage
nicht mehr um Erkenntnis geht, sondern um Machbarkeit.Das ist ja auch das, was bezahlt wird.
Wie ich dich kenne, müsstest du einen Smiley dahintergesetzt haben, denn als religiöser Mensch gehörst du doch nicht zu denen, die sich an pekuniäre Dinge halten.
manchmal muss man auch tatsächlich sagen: wichtig sind nur
ganz praktische Dinge, wie „wo bekomme ich meine nächste
Mahlzeit her?“. Frag mal Deine Tochter…
Schöner Vergleich! Aber die Betonung liegt auf „manchmal“.
Herzliche Grüße
Thomas