Quantenmechanik/Welle-Teilchen-Dualität/`Beobachtereffekt´

prema schrieb:
könntest du eventuell diese Widerlegungen verlinken oder Quellen angeben :danke

Ja, in Stichpunkten kann ich das widerlegen:

Wie kam man in der Frühzeit der QM auf die Idee der "Teilchenwelle"? Man hatte eine Lösungsgleichung für QM-Probleme gefunden, die äußerlich starke Ähnlichkeit mit der normalen Wellengleichung hat (Schrödinger-Gl.). Die Lösungen sind "Amplituden der Wahrscheinlichkeitsdichte." Dies ist eines der Axiome und kann nicht exakt hergeleitet werden. Warum aber dieses Axiom? Weil eben genau der Versuch, die Teilchen selbst als Wellen anzusehen fehlschlug:

1. Die Wellenfunktion (das ist kurz für "Amplitude der Wahrscheinlichkeitsdichte") ist komplex. D.h. sie besitzt einen Imaginär-Teil und kann daher nicht als echte physikalische Größe betrachtet werden, sondern lediglich als mathematisches Hilfsmittel.

2. Versucht man, Teilchen mit den Wellen zu identifizieren, stellt man fest, dass diese Teilchen in extrem kurzer Zeit "zerfließen" würden, was nicht der Beobachtung entspricht.

-->D.H. die Annahme einer "Teilchenwelle" widerspricht der experimentellen Beobachtung. Und darauf kommt es an.

Deshalb stellte man bald eben die "neuen" Postulate auf, die Du Dir im Internet raussuchen kannst. Und da ist nirgendwo mehr die Rede von Teilchenwellen, sondern von Zuständen (also Hilbert-Vektoren), weil das eben schief ging. Die Aussage: "Teilchen bewegen sich als Wellen" lässt sich nicht aus den Postulaten herleiten und hat daher in der Theorie nichts zu suchen.



Das einzige, was in der QM "wellenförmig" ist, ist die Aufenthaltswahrscheinlichkeitsdichte - nicht die Teilchen selbst.
 
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Déguórén schrieb:
Das einzige, was in der QM "wellenförmig" ist, ist die Aufenthaltswahrscheinlichkeitsdichte - nicht die Teilchen selbst.
Könnte man es dann nicht einfach so umformulieren, dass sich die Teilchen wellenförmig bewegen? Irgendwie dünkt mich, Ihr redet doch vom selben und es geht wirklich nur um Formulierungs-Vorlieben? :)
 
Hallo,

was mich immer wieder stört, ist die Tatsache, daß die Quantenphysik immer wieder herhalten muß für fast-food-esoterische Thesen, als Basis für Thesen, die an Abstrusität kaum zu überbieten sind. So gibt es ernsthaft Ideen, nach denen klar psychologische Phänomene mit quantenmechanischen Effekten erklärt werden sollen, z. B. "Feinstoffliche" Spähren, die dann ernsthaft so argumentiert werden, daß ja schließlich die String-Theorie mehrere Dimensionen vorsieht, und in diesen Dimensionen das Jenseits, der Schauplatz von Astralreisen (die ganz klar einfach nur intensive Träume sind) und sonstige Ideen paralleler Welten bis hin zu den Kryon-Channeling-Märchen, die eine "5. Dimension", zu finden sind..

Die Tatsache, daß diese weiteren Dimensionen, die dort postuliert wurden, in der String Theorie spätestens nach dem Urknall rein rechnerisch verschwunden sein müssen, interessiert diese vagen Theorien dabei nicht.

Mehr als drei Raumdimensionen würden ganz andere Naturgesetze bedingen.. zumindest mathematisch, in Bezug auf Gravitation und Physik generell.

Gruß,
lazpel
 
Hallo Lazpel,

lazpel schrieb:
Und welche Dimensionen meinst Du, Sharon?
nee, nicht unbedingt, psychologische würde nur die subjektive Wahrnehmung betreffen, wobei so gesehen sämtliche Dimensionen psychologisch wären :rolleyes: . Aber lassen wir mal das Philosphieren. Weitere Dimensionen sind für mich aber mit Sicherheit nicht raumbasierend.

Vielleicht hast Du auch recht und mehrere Dimensionen bedingen tatsächlich ganz andere Naturgesetze. Wobei die Naturgesetze halt das Problem besitzen, dass sie vom Menschen und seiner subjektiven Wahrnehmung abhängen und nicht unabänderlich sind. Also vielleicht ist das Ganze doch mehr psychologisch, als so Manchem heute bewusst ist?

Shamiradins Frage finde ich jedenfalls sehr spannend und es würde mich auch sehr interessieren, was Leute dazu sagen würden, die sich mit der Materie auskennen (das tue ich wirklich nicht). So wie ich die Frage verstanden habe, ging es ja nicht um eine Grundsatzdebatte, ob Teilchenwellen nun existieren oder nicht, oder ob die String-Theorie für Fast-Food-Esoteriker herhalten muss ;).

Liebe Grüsse, Sharon
 
Hallo Sharon,

Sharon schrieb:
So wie ich die Frage verstanden habe, ging es ja nicht um eine Grundsatzdebatte, ob Teilchenwellen nun existieren oder nicht, oder ob die String-Theorie für Fast-Food-Esoteriker herhalten muss ;).

Ich bin aber der Meinung, daß das durchaus auch zu diesem Themengebiet gehört. Quantenphysik wird von Fast-Food-Esoterikern zur abstrusen Argument-Bildung mißbraucht.

Gruß,
lazpel
 
Hallo und guten Morgen,
nach dem nun umfangreich erhaltenen Physikunterricht melde ich mich also nochmal zu Wort.

Habe ja wohl eine ziemliche Erhitzung in Gang gesetzt, genauso wird übrigens - naja natürlich auf etwas anderem und höheren Niveau - in Fachkreisen der Physik über die Erkenntnisse der Quantenmechanik diskutiert. Es steht nämlich einiges auf dem Spiel für die klassische Physik. Das kennen wir glaube ich aus der Wissenschaft, nicht ?

Kleine Anmerkung dazu: Erinnert Ihr Euch daran, daß
ganz früher auch noch der Großinquisitor unterwegs war mit den Worten: (gerichtet auch an Wissenschaftler, die über den Tellerrrand geblickt haben) "Schwöre ab!" und manch einer ist sogar ins Irrenhaus gekommen und dort dann irgendwann zugrunde gegangen. Tja, sowas soll es doch auch in der Tat schon gegeben haben.

Kurz zu lazpel: Vielleicht solltest Du Dich tatsächlich intensiver mit der Quantenmechanik beschäftigen. Dann brauchst Du Dich nicht soviel an der Fast-Food-Esoterik aufzureiben. Ich kann nicht erkennen, daß ich irgendeine weitere These in o.g. Beitrag in den Raum gestellt habe, die als abstrus zu bezeichnen wäre. Oder meintest Du mich gar nicht ?

Und zu sharon: Exaktemente - Du bringst es auf den Punkt, meine Fragen gingen wirklich nicht in die Richtung, ob die String-Theorie für Fast-Food-Esoteriker herhalten muß. Und ich finde sie nach wie vor auch sehr spannend. ;) Und ich denke, das ist auch erlaubt ..... :)

Ich will anbei noch ein paar Zitate bzw. einen Artikel aus der `Zeit - Wissen `anführen, zur besseren Verständlichkeit über die Diskussionen, die in der Tat geführt wird:

" Physikstudenten trösten sich seit 100 Jahren damit, daß selbst die Größten ihrer Zunft vor dem scheinbaren Irrwitz der Quantentheorie kapitulierten - etwa Einstein, der bekannte: "50 Jahre angestrengten Nachdenkens haben mich der Frage - Was sind Lichtquanten ? nicht nähergebracht", oder Richard Feynman, der für die Entwicklung der Quantenelektrodynamik den Nobelpreis erhielt und angab, er könne "mit Sicherheit behaupten, dass niemand die Quantenmechanik versteht". (Tja, da wußten die noch nicht, daß wir ganz schlaue Köpfe hier im Forum haben :) Anm. des Aut.) Da verwundert es nicht, daß die Debatte über die philosophische Interpretation des Quantenformalismus noch immer nicht abgeschlossen ist. Und es erstaunt nicht, daß die schwer fassbare Theorie die kühnsten wissenschaftlichen Träume nährt - von der Nanorobotik über die Teleportation bis hin zur Lösung des Leib-Seele-Problems und der Erklärung des freien Willens.

(Offenbar diskutiert man selbst auf höchstem Niveau über doch ganz erstaunliche Themen wie ich finde, das sind wohl keine Schnell-Kurs-Physik-Interessierte und erstrecht keine Fast-Foodies -Anm. des Aut.)

Was steckt hinter der offenbar ebenso allmächtigen wie geheimnisumwobenen Quantenmechanik ? Das Zauberwort, das Techniker und Philosophen gleichermaßen fasziniert, lautet " Komplementarität": Die gleichzeitige Gültigkeit scheinbar sich ausschließender Gesetzmäßigkeiten. Der üblichen naturwissentschaftlichen Logik widerspricht dieses Konzept diametral. Ihr zufolge ist eine Aussage entweder wahr oder falsch. In der Mikrowelt, so stellten die Physiker erschrocken fest, gilt dagegen ein entschiedenes Sowohl-als-auch. Atome und Elementarteilchen gleichen sowohl festen Partikeln als auch nicht fassbaren Wellen, sie lassen sich mal eindeutig dingfest machen und scheinen ein anderes Mal an verschiedenen Orten gleichzeitig zu sein. "

Und weiter

" Nach und nach erkannten die Physiker, dass prinzipiell jedes Objekt diese merkwürdige Doppelnatur aufweist - auch wenn sie in unserem Alltag keine Rolle spielt. Eine Analogie mag dies verdeutlichen: Dass unsere Atemluft "gequantelt" ist (also aus einzelnen Luftteilchen besteht), merkten wir erst, wenn unsere Lungen so klein wären, dass darin gerade jeweils ein Luftmolekül Platz fände. In der Makrowelt jedoch können wir Luft getrost als kontinuierlich fliessenden Strom betrachten und die Quantelung vergessen. Wir leben, physikalisch gesprochen, in einer Erfahrungswelt, die von den Gesetzen der klassischen Physik geprägt ist. Erst wenn man mit Röntgenstrahlen und radioaktiven Zerfällen in den Mikrokosmos blickt und in den winzigen Bereich des Plankschen Wirkungsquantums vorstösst (einer Zahl, die mehr als 30 Stellen hinter dem Komma beginnt), verlieren die Alltagsgesetze ihre Gültigkeit.
Genauer: die klassische Mechanik ist ein Spezialfall der viel komplexeren Quantenmechanik.

Die Erkenntnis war ein herber Schlag für das wissenschaftliche Selbstverständnis. Waren die Physiker früher davon ausgegangen, dass die Realität unzweideutig ist, dass Messgrössen wie Ort oder Geschwindigkeit (wenigstens im Prinzip) exakt bestimmbar sind, so wurden sie eines besseren belehrt: Den Objekten der atomaren Welt lässt sich aufgrund ihrer Welle-Teilchen-Doppelnatur kein eindeutiger Ort mehr zuschreiben. Die Quantenmechnaik rechnet nur noch mit `Aufenthaltswahrscheinlichkeiten´; demzufolge finden sich Mikroobjekte gewissermassen gleichzeitig an verschiedenen Orten. Erst durch eine Messung (etwa das Auffangen von Elektronen in einem Detektor) zwingt man sie, sich an einem Ort zu manifestieren, vergewaltigt sie dann allerdings in ihrer Wellennatur, was zu unberechenbaren Geschwindigkeiten des Teilchens führt - eine Tatsache, die Werner Heisenberg zu seiner berühmten Unschärferelation führte.

Jede Beobachung, auch so läßt sich die Unschärferelation lesen, beeinflusst in der Mikrowelt das beobachtete Objekt. "Und weiter

Zitat Einstein:" Die Quantentheorie, so notierte er noch 1948, stelle " keinen brauchbaren Ausgangspunkt für künftige Entwicklungen dar".

Ein monumentaler Irrtum. "Einstein war konfus, nicht die Quantenmechanik", urteilt der Physiker Stephen Hawking rund ein halbes Jahrhundert später.
Inzwischen hat sich gezeigt, dass der quantenmechanische Formelapparat in der Praxis höchst erfolgreich ist. Die moderne Atomphysik, die molekulare Chemie und selbst die Genomforschung wären ohne Quantenmechanik undenkbar. Erst die Erkenntnis der Welle-Teilchen-Dualität erlaubte den Physikern die gezielte Manipulation atomarer Strukturen, ermöglichte damit Halbleiter, Transistor und Mikrochip und begründete sogar das Informationszeitalter.

" Die Natur, wie sie die Quantenmechanik beschreibt, erscheint dem gesunden Menschverstand absurd", sagte Richard Feynman. "Dennoch decken sich Theorie und Experiment. Und so hoffe ich, dass Sie die Natur akzeptieren können wie sie ist - absurd".

Tja, welch besseres Schlusswort könnte ich finden ? Also, ich für meinen Teil halte mich lieber an gestandene Physiker und Nobelpreisträger wie Feynman und Louis-Victor de Broglie und andere mehr, die oben erwähnt wurden. Ich habe den unbestimmten Eindruck, daß ich dort ganz gut aufgehoben bin. ;)

Viel Spaß bei der weiteren Diskussion (ich denke, der Beitrag dürfte auch einigermaßen allgemeinverständlich sein) und

herzliche Grüße shamiradin
 
Es ist doch so, daß die Superstringtheorie, deshalb existiert, um die Naturphänomene auf einen gemeinsamen Nenner zu bringen (je höher die Dimension, desdo mehr Gleichungen) und eigentlich aus diesem Grund erforscht wurde.
Oder besser gesagt, in einer höheren Dimension, werden Naturphänomene erst verständlich.
Insofern wollen beide, Physiker und Spirituelle zur Quelle gelangen.

@Lazpel: Fast Food Physiker geht bei mir in Ordnung. :)


LG

Olga
 
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@shamiradin

auf etwas anderem und höheren Niveau

Anstatt zu verunglimpfen: zeig mir lieber, wo meine Aussagen falsch sind (wird Dir nicht gelingen). {An der Stelle muss ich eine kleine Schusseligkeit berichtigen: wellenförmig ist nicht die Aufenthaltswahrscheinlichkeitsdichte, sondern die Amplitude derselben - sorry, aber das ging ja bereits aus meinen vorherigen Aussagen hervor}

etwa Einstein, der bekannte: "50 Jahre angestrengten Nachdenkens haben mich der Frage - Was sind Lichtquanten ? nicht nähergebracht"

Und? Was sagt das jetzt? Ich kann Dir sagen, was Lichtquanten sind: Es handelt sich um diejenigen Quantenobjekte, die der Bose-Statistik gehorchen, vom Spin "1" sind, elektrisch neutral, (ruhe-)masselos (noch nicht gesichert), Austauschteilchen der elektroschwachen Wechselwirkung,... Heißt: ein Photon (als mathematisch-abstraktes Objekt) ist eindeutig durch seine mathematischen Eigenschaften charakterisiert.
Das sind Dinge, die Einstein noch gar nicht wusste!

dass niemand die Quantenmechanik versteht"

Naja, dann musst Du Dir schon die Mühe machen, Dich mal zu fragen, wie diese Aussage zu verstehen ist. Beispiel: Wenn Du gegen eine Kugel haust und diese dann in entsprechender Richtung wegfliegt - Verstehst Du das? Ich "verstehe" es nicht (nicht im herkömmlich-naiven Sinne). Ich kann sagen, "Naja, Newtonsches Axiom." Und was ist das dann? Der mathematische Ausdruck einer reinen ERFAHRUNGSTATSACHE. Ich kann nicht sagen, warum dieses Axiom nun so lautet. Die Resultate der Newton-Mechanik erscheinen uns einfach "verständlich" - einzig, weil wir es millionenfach beobachtet haben. "Verstehen" in einem "höheren" Sinne heißt folgendes:
1.stelle IRGENDWELCHE "Grundgesetze" auf, die in sich logisch sind
2.gib Regeln an, wie diese Grundgesetze manipuliert werden können
3.gib Regeln an, welche mathematischen Größen mit welchen physikalischen Objekten zu identifizieren sind
4.mache überprüfbare Vorhersagen
In Kurzform: wenn ich "korrekte" Ergebnisse aus Grundgesetzen lückenlos ableiten kann, dann habe ich eine Theorie verstanden (und zwar in einer rein mathematischen Art und Weise).
Es ist also ersteres, was Feynman meinte - dieses naive, "anschauliche" Verständnis. Ein solches kann es in der Tat nicht geben - niemand kann das "warum" der Grundgesetze verstehen, aber, wie man daraus auf die bekannten Aussagen kommt, das kann man sehr wohl verstehen. (Und ich habe dargelegt, warum es keinen Welle-Teilchen-Dualismus gibt)

Die gleichzeitige Gültigkeit scheinbar sich ausschließender Gesetzmäßigkeiten

richtig, "SCHEINBAR". Wenn man mit eben der naiven, "anschaulichen" Betrachtungsweise rangeht und seine eigenen klassischen Erfahrungen zum Maßstab aller Dinge macht.

Der üblichen naturwissentschaftlichen Logik widerspricht dieses Konzept diametral.

...FALSCH. Quantenmechanik ist streng logisch. Die angeblichen "Widersprüche" entstehen widerum aus der Vorstellung, Quantenmechanik müsse doch "anschaulich" verstehbar sein. Und das ist sie eben nicht. Nichtsdestotrotz: SIE IST LOGISCH.

war ein herber Schlag für das wissenschaftliche Selbstverständnis

Genau: "WAR". (Von wann ist denn dieses Zitat - von 1920?)

Welle-Teilchen-Doppelnatur

Eine solche gibt es nicht. Das habe ich bereits eindeutig dargelegt. Aber bitte, dann glaube halt an diesen (in der Tat unlogischen) Quatsch.

demzufolge finden sich Mikroobjekte gewissermassen gleichzeitig an verschiedenen Orten.

Auch falsch. Wenn ich sage, dass Teilchen befindet sich mit 50% Wahrscheinlichkeit links, dann bedeutet das noch lange nicht, dass es sich gleichzeitig auch rechts befindet. Wenn ein "ehrlicher" Würfel mit 1/6 Wahrscheinlichkeit eine "3" anzeigt, bedeutet das ja auch nicht, dass er gleichzeitig auch 1,2,4,5,6 anzeigt. "Wahrscheinlichkeit" ist ein Ausdruck für eine gewisse Unbestimmtheit, aber nicht für Beliebigkeit.

Welle-Teilchen-Dualität

wiederum falsch. Ausschlaggeben war die Erkenntnis der Schrödinger-Gleichung.

" Die Natur, wie sie die Quantenmechanik beschreibt, erscheint dem gesunden Menschverstand absurd"

Exakt. Weil eben der "gesunde Menschenverstand" sich entwickelt in einer rein klassischen Welt und keine Ahnung hat von dem, was sich in Nanometer-Maßstäben abspielt.

Tipp also: studiere Deine Quellen etwas sorgfältiger. Und vor allen Dingen: behaupte nicht, ich hätte Unrecht, obwohl ich glasklar dargelegt habe, warum sich die Dinge so verhalten, wie ich es geschildert habe und Du offenbar nicht in der Lage bist, mir irgendeinen Fehler nachzuweisen.

MfG
 
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