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Messung

Quantenmechanik, Unschärfenrelation, Welle-Teilchen-Dualismus, Rechenmethoden sowie Interpretation der Quantenmechanik, Quantenfeldtheorie
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positronium
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Re: Messung

Beitrag von positronium » 7. Jun 2017, 16:53

Die beiden Bände von Claude Cohen-Tannoudji "Quantenmechanik".
Ich dachte wirklich einmal, dass die 103 Seiten "Der mathematische Rahmen" und die 150 Seiten "Die Postulate der Quantenmechanik" erschöpfend Auskunft geben sollten, und alles darüber hinaus (der Rest der Bücher) das grundlegende der Anwendung behandeln würde.
Inzwischen weiss ich, dass Physik - ach, was schreibe ich - allein die QM in ausreichendem Mass zu erlernen, für langsame Teilzeithobbyphysikschüler auch wegen der Mathematik eine Lebensaufgabe ist. ;j Ich glaubte noch vor 15 Jahren, als ich aus Neugierde ein erstes Physikbuch kaufte, noch an die Existenz exakter Lösungen; das hat sich erst geändert, als ich vor ca. 7 Jahren begann, nicht nur die einfachste Physik mit der dort noch einfachen Mathematik zu betrachten, und dann mich auch hier anmeldete. Heute ist mir zu gut klar, dass in der Physik jede Kleinigkeit unter dem Joch mathematischer Verfahren, Näherungen, Krücken usw. hart erkämpft werden muss. :roll: Und das trifft auf die QM ganz offensichtlich auch zu - nix mit hinschreiben, und Knöpfchen drücken. :mrgreen:

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Re: Messung

Beitrag von tomS » 7. Jun 2017, 18:13

Die beiden Bände von Cohen-Tannoudji hatte ich zeitweise aus der Bibliothek ausgeliehen. Sie sind m.E. viel zu umfangreich und mit viel zu vielen Aspekten vollgepackt.

Was du brauchst ist i) ein eher einfaches Buch, in dem man elementare Anwendungen kennenlernt, sowie ii) eine kompakte aber präzise Darstellung des mathematischen Rahmens. Letzteres findest zu evtl. in "Ballantine"; einfach mal googeln, es gibt PDFs im Netz. Auch empfehlenswert ist der "Sakurai".

Die oben diskutierten Aspekte bzgl. Hilbertbasis usw. gehen über Standard weit hinaus.
Gruß
Tom

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positronium
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Re: Messung

Beitrag von positronium » 7. Jun 2017, 19:24

Meinst Du "Leslie E. Ballentine" "Quantum Mechanics - A Modern Development" und "J. J. Sakurai" "Modern Quantum Mechanics"? - Ich habe gerade in beide ganz kurz (vielleicht zu kurz?) hinein geschaut; mein Eindruck ist, dass die Mathematik darin noch deutlich stiefmütterlicher behandelt wird als bei Cohen-Tannoudji.
tomS hat geschrieben:
7. Jun 2017, 18:13
Die oben diskutierten Aspekte bzgl. Hilbertbasis usw. gehen über Standard weit hinaus.
Schade. Eigentlich hatte ich dazu etwas recherchiert, um mir das, was wir hier besprochen haben, also insbesondere was bei Dekohärenz und gem. der VWI geschieht, mathematisch etwas näher zu bringen. - Ein paar Einführungen habe ich dazu gelesen, nur sind diese zwar nachvollziehbar gewesen, aber auch arg vage geblieben. Wahrscheinlich wäre das jedoch ohnehin ein zu ambitioniertes Ansinnen, wenngleich so etwas immer besser als populärwissenschaftliche Vorstellungen ist.

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Re: Messung

Beitrag von Job » 15. Jun 2017, 08:37

positronium hat geschrieben:
5. Jun 2017, 11:42
Ich sehe leider keine Möglichkeit, quantenmechanische Teilchen irgendwie durch einzelne klassische Teilchen zu beschreiben. Das scheitert meiner Meinung nach bereits am Wellencharakter, wie er bei der Interferenz (z.B. Doppelspalt) und bei stationären Zuständen (z.B. Atome) auftritt.
Die Aussage, dass das Elektron selbst einen Wellencharakter hat, ist eine der möglichen Interpretationen, aber keineswegs die einzig mögliche. Es gibt auch andere Interpretationen.
positronium hat geschrieben:
5. Jun 2017, 11:42
Durch unendlich viele Teilchenarten verlierst Du demnach die Realität. Der Gedanke hat was.
Unendliche viele Teilchenarten entfernen sich nicht unbedingt von der Realität, sondern könnten sie im Gegenteil mit repräsentieren. Die QM kommt auch nicht ohne Unendlichkeiten aus. Was aber wirklich real ist, können wir wohl nie wissen, sondern immer nur bessere Modelle finden. Den Kern der Aussage von mir kann man mittels einer Analogie vielleicht besser verstehen. Betrachte die (abzählbare) Menge der rationalen Zahlen. Die Aussage ist dann in übertragenem Sinne, dass sowohl diese (Basis) Menge als auch ihr Abschluss (Menge der reellen Zahlen) Teil der „Realität“ sind. Die Realität setzt sich also aus einem abzählbaren (diskreten) und daraus (durch Grenzprozesse) entstehenden überabzählbaren Teil zusammen. Das eine kann ohne das andere nicht existierenden, zusammen entsteht ein Kontinuum. Ersetze nun die rationalen Zahlen durch eine abzählbar unendliche Zahl von Oszillatoren und Wellen und bilde dafür einen geeigneten mathematischen Abschluss. Dann ist beides zusammen das, was insgesamt ein Modell der Realität sein könnte. Auch wenn diese Unendlichkeiten und vor allem die Grenzwertprozesse in den verschiedenen Spielarten für uns nicht wirklich „begreifbar“ sind, scheinen sie ein notwendiger Bestandteil der Natur zu sein. Wir können uns da nur ran tasten, soweit es möglich ist und das haben wir mit der QM aus meiner Sicht auch bereits sehr gut geschafft. Es ist aber möglich, diese abstrakten mathematischen Konstrukte der QM zumindest zum Teil (Basis = „echte“ Oszillatoren (Teilchen) und „echte“ Wellen) anschaulich zu interpretieren und damit zu einem besseren Verständnis zu gelangen. Dies hilft ungemein, um zum Beispiel zu erkennen, dass wir heute an manchen Stellen Probleme sehen, die im Grunde gar keine sind (Messproblem/Kollaps) und auf der anderen Seite manche Dinge überinterpretieren. In der Natur gibt es definitiv Superpositionen, aber nicht alle Superpositionen, die mathematisch möglich sind, sind auch in der Natur realisiert. Schrödingers Katze ist ein schönes Beispiel dafür.
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Re: Messung

Beitrag von Job » 15. Jun 2017, 08:39

tomS hat geschrieben:
5. Jun 2017, 13:37
Man kann im Rahmen der nicht-relativistischen Quantenmechanik die de-Broglie-Born-Interpretationen heranziehen, derzufolge die Schrödingergleichung zunächst die Wellenfunktion bestimmt, aus der sich ein sogenanntes Führungsfeld inklusive Quantenpotential ergibt, das wiederum klassische Trajektorien festlegt. Diese Interpretation hat mehrere Probleme: zum Ersten benötigt man die Wellenfunktion und Teilchen, zum Zweiten können nur Ortsraumvariablem mittels der Trajektorien formuliert werden, nicht jedoch Spin, Isopin usw. Und last but not least scheitert die Beschreibung für die Quantenfeldtheorie.

Ein zweites grundlegendes Problem, das im Zusammenhang mit dem Messproblem steht ist, dass man erwiesenermaßen den Zuständen keine Eigenschaften zuschreiben darf, bevor eine Messung durchgeführt wurde.
Wir sind uns einig, dass es keine deterministischen Trajektorien gibt und damit die de-Broglie-Bohm Interpretation trotz ihres aus meiner Sicht guten Teilchenansatzes zu kurz springt.
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Re: Messung

Beitrag von Job » 15. Jun 2017, 08:45

seeker hat geschrieben:
5. Jun 2017, 18:46
Summa summarum:
Es ist letztlich sinnlos auf wissenschaftlichem Wege nach "der Wahrheit" zu suchen. Die einzige intellektuell redliche Position ist die agnostische Position: strikt aufzuhören nach der "einen wahren, letzten Theorie" zu suchen und stattdessen nur noch nach immer möglichst besseren Theorien und Erklärungen zu suchen (im Sinne von 2.) - und dabei zu erkennen, dass (wegen der Selbstbezüglichkeit in 2.) diese Suche auch immer eine Suche nach uns selbst ist: Das Erkennen der Natur bedeutet auch immer Selbsterkenntnis.
Das sehe ich auch so.
seeker hat geschrieben:
5. Jun 2017, 18:46
Wenn wir die Sache wie du über Teilchen verständlich machen wollen, Job, müssen wir die Lokalität aufgeben (wegen den Verschränkungen), was mit der ART schwer in Einklang zu bringen ist.
Ja, das ist des Pudels Kern. Man kann die ganzen Mysterien, die sich um die QM ranken, nur dann auflösen und damit dann auch verstehen, was sie eigentlich für einen physikalischen Hintergrund haben könnte, wenn man akzeptiert, dass es Wirkungen gibt, die sich mit Überlichtlichtgeschwindigkeit fortpflanzen. Ich hatte in einem anderen Thread schon mal angesprochen, dass die heute als Fakt geltende Aussage „Wirkungen können sich maximal mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten“ in dieser Allgemeinheit aus meiner Sicht keineswegs streng hergeleitet ist. Zumindest kenne ich keinen solchen Beweis. Unbestritten ist die Lichtgeschwindigkeit als Grenzgeschwindigkeit für Elektronen und die Materie, die wir heute kennen. Die Verallgemeinerung auf alles, was es evtl. sonst noch geben könnte, wir aber noch nicht kennen, ist aber in der Arbeit von Einstein aus dem Jahre 1905 lediglich eine Behauptung seinerseits und nicht streng abgeleitet oder bewiesen. Wir haben es verständlicherweise bisher nicht in Frage gestellt, weil wir keine anderen Teilchen kennen und es hat sich seit hundert Jahren in den Köpfen so festgesetzt, dass auch die Verallgemeinrung inzwischen zu einer fast unumstösslichen „Wahrheit“ geworden ist.

Wer von Euch kennt einen Beweis, der folgende Aussage widerlegt:

„Es kann Teilchen mit einer Masse von 10-75 kg geben, die sich mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen. "

Sollte es so einen Beweis geben, müsste (und würde) ich meine Ideen in den Papierkorb werfen.

Ich sehe auch keinen Widerspruch zur ART. Dass es zum Beispiel Gravitationswellen (=Vakuumwellen) gibt, die durch beschleunigte Massen hervorgerufen werden, folgerte Einstein aus der Annahme, dass sich Wirkungen nicht instantan, sondern mit einer endlichen Geschwindigkeit ausbreiten. Auch hier wurde aber als Grenzgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit „postuliert“. Im Grunde kennen wir diese Gravitationswellen schon, denn auch ein beschleunigtes Elektron (auch eine Masse) löst natürlich „Gravitationswellen“ aus und es sind genau diese, die sich dann im Zusammenspiel mit den für das Experiment benutzten Geräten überlagern und zu den bekannten Effekten beim Doppelspalt oder anderen Experimenten mit Photonen (haben auch eine Masse) führen. Der Unterschied zur heutigen Auffassung ist, dass sie sich überlichtschnell ausbreiten. Es gibt nur ein Vakuum und die QM und die ART beschreiben beide dasselbe Vakuum, aber aus unterschiedlichen Gesichtspunkten.
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Re: Messung

Beitrag von tomS » 15. Jun 2017, 11:51

Job hat geschrieben:
15. Jun 2017, 08:37
Die Aussage, dass das Elektron selbst einen Wellencharakter hat, ist eine der möglichen Interpretationen, aber keineswegs die einzig mögliche. Es gibt auch andere Interpretationen.
Der Wellencharakter ist keine Interpretation sondern lediglich eine spezifische Darstellung des mathematischen Formalismus. Andere Formalismen wie die Matrizenmechanik nach Heisenberg, die darstellungsfreie Formulierung nach von Neumann sowie die Pfadintegrale nach Feynman sind beweisbar äquivalent.

Job hat geschrieben:
15. Jun 2017, 08:37
Dies hilft ungemein, um zum Beispiel zu erkennen, dass wir heute an manchen Stellen Probleme sehen, die im Grunde gar keine sind (Messproblem/Kollaps) und auf der anderen Seite manche Dinge überinterpretieren. In der Natur gibt es definitiv Superpositionen, aber nicht alle Superpositionen, die mathematisch möglich sind, sind auch in der Natur realisiert. Schrödingers Katze ist ein schönes Beispiel dafür.
Ob das Probleme sind oder nicht ist keine physikalische sondern eine philosophische Fragestellungen, die du physikalisch oder mathematisch nicht mal stellen geschweige denn diskutieren kannst. Du musst zunächst philosophisch einen bestimmten Realitätsbegriff setzen, und den existierenden Formalismus innerhalb dieses Realitätsbegriffs interpretieren.

Dass Schrödingers Katze tatsächlich realisiert ist, kann empirisch nicht ausgeschlossen werden; ausgeschlossen werden kann lediglich die Sichtbarkeit der Superposition. Die Extrapolation des mathematischen Kerns der QM führt jedoch zwanglos zur Existenz der Katze in einer makroskopischen Superposition sowie zur Unsichtbarkeit derselben; im Kern ist die Superposition der Katze qualitativ nicht verschieden von der Superposition eines Atoms. Damit gibt es kein zwingendes Gegenargument gegen deren Existenz, lediglich mögliche Realitätsbegriffe, die dies entweder zulassen (ontisch, insbs. nach Everett) oder ignorieren (epistemisch, instrumentalistisch, Ensemble-Interpretation, ...).

Tatsache ist, dass die Eliminierung der Superposition aus der Theorie immer nur künstlich ist, da ohne die Verwendung der Superposition für Berechnungen bestimmte Beobachtungen nicht erklärt werden können. Künstlich bedeutet, dies entweder für makroskopische Objekte oder im Rahmen des Messprozesses auszuschließen, ohne erklären zu können, was nun genau ein makroskopisches Objekt von einem mikroskopischen oder den Messprozess von einer gewöhnlichen Wechselwirkung unterscheidet.
Gruß
Tom

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Re: Messung

Beitrag von tomS » 15. Jun 2017, 11:54

Job hat geschrieben:
15. Jun 2017, 08:39
Wir sind uns einig, dass es keine deterministischen Trajektorien gibt und damit die de-Broglie-Bohm Interpretation trotz ihres aus meiner Sicht guten Teilchenansatzes zu kurz springt.
Ich bin mir nicht sicher, ob ich dich richtig verstehe.

Die de-Broglie-Bohm Interpretation erfüllt zunächst mal nicht den Ansatz, die Realität vollständig auf klassischen Teilchen aufzubauen, weil es quantenmechanische Eigenschaften wie Spin u.a. gibt, die diesen Teilchen nicht zugeordnet werden können. Außerdem liefert sie keine Erklärung für Teilchenerzeugung, -vernichtung und -umwandlung.
Gruß
Tom

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Re: Messung

Beitrag von tomS » 15. Jun 2017, 11:56

@Job: deinen letzten Post zu Überlichtgeschwindigkeit und Photonenmasse kommentiere ich hier nicht.
Gruß
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Re: Messung

Beitrag von Job » 15. Jun 2017, 19:12

tomS hat geschrieben:
15. Jun 2017, 11:56
@Job: deinen letzten Post zu Überlichtgeschwindigkeit und Photonenmasse kommentiere ich hier nicht.
Das finde ich sehr schade.

Viele Grüße
Job
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Re: Messung

Beitrag von tomS » 15. Jun 2017, 19:47

Job hat geschrieben:
15. Jun 2017, 19:12
tomS hat geschrieben:
15. Jun 2017, 11:56
@Job: deinen letzten Post zu Überlichtgeschwindigkeit und Photonenmasse kommentiere ich hier nicht.
Das finde ich sehr schade.
Ich denke einfach, dass es sinnvoll ist, die Diskussion des Messproblems im Kontext einer etablierten Theorie (der QM) sowie die Diskussion deiner nicht-etablierten Ideen nicht zu vermischen.
Gruß
Tom

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Re: Messung

Beitrag von Job » 16. Jun 2017, 10:01

tomS hat geschrieben:
15. Jun 2017, 19:47
Ich denke einfach, dass es sinnvoll ist, die Diskussion des Messproblems im Kontext einer etablierten Theorie (der QM) sowie die Diskussion deiner nicht-etablierten Ideen nicht zu vermischen.
Ja, das ist ok. Ich werde mich in Zukunft mit solchen Beiträgen auf threads von mir beschränken.

Viele Grüße
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Re: Messung

Beitrag von tomS » 16. Jun 2017, 10:09

Der Rest der Diskussion ist jedoch nach wie vor interessant.
Gruß
Tom

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Re: Messung

Beitrag von seeker » 16. Jun 2017, 17:21

Job hat geschrieben:
15. Jun 2017, 08:45
Ja, das ist des Pudels Kern. Man kann die ganzen Mysterien, die sich um die QM ranken, nur dann auflösen und damit dann auch verstehen, was sie eigentlich für einen physikalischen Hintergrund haben könnte, wenn man akzeptiert, dass es Wirkungen gibt, die sich mit Überlichtlichtgeschwindigkeit fortpflanzen. Ich hatte in einem anderen Thread schon mal angesprochen, dass die heute als Fakt geltende Aussage „Wirkungen können sich maximal mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten“ in dieser Allgemeinheit aus meiner Sicht keineswegs streng hergeleitet ist. Zumindest kenne ich keinen solchen Beweis. Unbestritten ist die Lichtgeschwindigkeit als Grenzgeschwindigkeit für Elektronen und die Materie, die wir heute kennen. Die Verallgemeinerung auf alles, was es evtl. sonst noch geben könnte, wir aber noch nicht kennen, ist aber in der Arbeit von Einstein aus dem Jahre 1905 lediglich eine Behauptung seinerseits und nicht streng abgeleitet oder bewiesen. Wir haben es verständlicherweise bisher nicht in Frage gestellt, weil wir keine anderen Teilchen kennen und es hat sich seit hundert Jahren in den Köpfen so festgesetzt, dass auch die Verallgemeinrung inzwischen zu einer fast unumstösslichen „Wahrheit“ geworden ist.
Das eigentliche Problem sehe ich etwas tiefer, es geht eigentlich gar nicht um c.
Die lokale Grenzgeschwindigkeit 'c' bzw. die sog. 'Lokalität' ergibt sich aus der Struktur der Raumzeit, ist also eine zwanglose Folge einer geometrischen Struktur.
D.h., wenn wir Geschwindigkeiten >c postulieren, bei Teilchen mit positiver Energie, die sich vorwärts in der Zeit bewegen sollen, dann müsste man das sehr gut begründen, man müsste diese geometrische Struktur, eigentlich die komplette ART durch etwas tiefgreifenderes ersetzen, mindestens eine 'andersartige' Mikrostruktur. Dieses sollte dabei auch noch grundlegender und einfacher in den Annahmen sein.
Keine leichte Aufgabe...
Grüße
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Re: Messung

Beitrag von Job » 4. Jul 2017, 19:33

tomS hat geschrieben:
15. Jun 2017, 11:51

Dass Schrödingers Katze tatsächlich realisiert ist, kann empirisch nicht ausgeschlossen werden; ausgeschlossen werden kann lediglich die Sichtbarkeit der Superposition. Die Extrapolation des mathematischen Kerns der QM führt jedoch zwanglos zur Existenz der Katze in einer makroskopischen Superposition sowie zur Unsichtbarkeit derselben; im Kern ist die Superposition der Katze qualitativ nicht verschieden von der Superposition eines Atoms. Damit gibt es kein zwingendes Gegenargument gegen deren Existenz, lediglich mögliche Realitätsbegriffe, die dies entweder zulassen (ontisch, insbs. nach Everett) oder ignorieren (epistemisch, instrumentalistisch, Ensemble-Interpretation, ...).

Tatsache ist, dass die Eliminierung der Superposition aus der Theorie immer nur künstlich ist, da ohne die Verwendung der Superposition für Berechnungen bestimmte Beobachtungen nicht erklärt werden können. Künstlich bedeutet, dies entweder für makroskopische Objekte oder im Rahmen des Messprozesses auszuschließen, ohne erklären zu können, was nun genau ein makroskopisches Objekt von einem mikroskopischen oder den Messprozess von einer gewöhnlichen Wechselwirkung unterscheidet.
Ich sehe es so.

Das Problem ist im Grunde nicht die Katze in Schrödingers Beispiel, die das Problem lediglich sehr offensichtlich macht, sondern bereits die Interpretation der Zustände der radioaktiven Substanz. Wenn wir Superpositionen betrachten, können wir meiner Meinung nach mehrere Fälle unterscheiden. Diejenigen Superpositionen, die tatsächlich auch etwas mit der Realität zu tun haben und diejenigen Superpositionen, die nur eine mathematische Möglichkeit darstellen, indirekt Wahrscheinlichkeiten abzubilden, die aber selbst keinen direkten physikalischen Bezug zur Realität haben. Nicht alles, was mathematisch möglich ist, muss auch in der Natur realisiert sein.

Superpositionen mit einem Bezug zur Realität finden wir z.B. im Doppelspalt Experiment. Die Interferenzen, die sich hier widerspiegeln, haben ein physikalisches Pendant in den Vakuumwellen, die ein Photon oder ein Elektron auslösen und die sich durch teilweise Reflektionen an den am Experiment beteiligten Geräten überlagern und so „echte“ Wellenberge und Täler entstehen, die dann wiederum die Bahn des Photons oder Elektrons beeinflussen.

Das Photon und das Elektron selbst sind oszillierende Teilchenkonglomerate aus Vakuumteilchen. Es sind damit keine „echten“ Wellen, die sich überlagern können, sondern Oszillatoren, deren Amplituden und Impulse einer Wahrscheinlichkeitsverteilung unterliegen. Diese Oszillationen samt ihrem Umfeld können über Superpositionen von noch elementareren Oszillatoren (Vakuumteilchen) abgebildet werden und daher hätten auch diese Superpositionen einen direkten Bezug zur Realität. Den wahren Impuls oder Ort eines Elektrons können wir aufgrund der zufälligen Oszillationen nicht wirklich wissen. Er ändert sich ca. 1020 mal in der Sekunde und die Amplituden bzw. Impulse unterliegen einer Wahrscheinlichkeitsverteilung. Das Elektron hat diese verschiedenen Amplituden oder Impulse aber nicht gleichzeitig, sondern zeitlich getaktet (Frequenz) und folgt damit einem realen aber zufälligen, nicht deterministischen Pfad. Obwohl das Elektron ein (komplexes) Teilchen ist, hat es also keinen scharfen Ort oder Impuls, den wir vor der Messung wissen könnten. Die Messung registriert (im Rahmen der Messmöglichkeiten) dann, wo es sich zufällig gerade zu diesem Zeitpunkt aufgehalten hat oder welchen Impuls es da gerade hatte. Sie schafft damit keine Realität, sondern stellt sie lediglich in einer Momentaufnahme fest.

Beim radioaktiven Zerfall wie bei Schrödingers Beispiel wird nun ebenfalls eine Superposition aus den Zuständen „Atomkern zerfallen“ und „Atomkern nicht zerfallen“ benutzt. Damit kann man die Wahrscheinlichkeiten modellieren, nach denen ein Zerfall stattfindet. Dagegen ist zunächst nichts einzuwenden. Das Problem entsteht nun erst dadurch, dass wir annehmen, dass diese Superposition selbst wiederum einen direkten Bezug zur Realität hat, dass es also tatsächlich so etwas wie verschmierte Zustände dieser speziellen Art gibt und der Atomkern sich in einem Schwebezustand zwischen zerfallen und nicht zerfallen befinden soll. Dazu zwingt uns aber keiner, schon gar nicht die Mathematik. Ihr ist es egal, wie wir dies interpretieren.

Mit dieser Interpretation der mathematischen Superposition haben wir das Problem erst entstehen lassen, wie denn nun aus diesem (vermeintlich) verschmierten Zustand plötzlich ein scharfer Zustand wird. In der Realität gibt es diesen speziellen Schwebezustand nicht. Hier ist der Atomkern entweder noch nicht zerfallen oder bereits zerfallen und hat damit in dieser Hinsicht immer einen eindeutigen Zustand. Der Zerfallsprozess ist zudem irreversibel und „ein bisschen zerfallen“ gibt es genauso wenig wie ein bisschen schwanger. Der Zerfall selber wird durch bestimmte Trefferlagen der Vakuumteilchen ausgelöst, die zufällig sind und je nach Größe der Bindungsenergien innerhalb der verschiedenen radioaktiven Atomkerne mehr oder weniger wahrscheinlich. Wir haben damit in diesem Fall kein Messproblem, da unsere Messungen genau das registrieren, was physikalisch gerade passiert ist, nämlich, dass ein Atomkern gerade so eine Treffersequenz erfahren musste, dass er zerfällt und wir z.B. als Indiz ein Alpha-Teilchen als Messung feststellen. Solange wir keine Alpha-Teilchen registrieren, hat auch kein Zerfall stattgefunden und alle Teilchen der Substanz befinden sich im Zustand nicht zerfallen.

Das Problem, das wir heute haben, wäre somit mehr oder weniger hausgemacht, weil wir das Superpositionsprinzip für alle möglichen (auch in der Natur nicht vorkommenden) Zustände als Beschreibung der Realität interpretieren und es damit manchmal überinterpretieren. Oft hat es direkt etwas mit der Natur zu tun, aber manchmal ist es auch nur ein reiner Formalismus, um Wahrscheinlichkeiten abzubilden.

Es gibt im Grunde nur zwei Möglichkeiten. Entweder man geht wie heute weiter davon aus, dass es keine weiteren noch unbekannten Mikrostrukturen (im Vakuum) gibt. Dann wird man das Messproblem (und einige andere Mysterien) nicht vollständig lösen können und muss sie letztendlich hinnehmen. Oder man akzeptiert die Existenz untergelagerter Mikrostrukturen (und deren Konglomerate). Dann löst sich das Messproblem in der Regel in Wohlgefallen auf.

Man kann nun einwenden, dass das Postulat weiterer untergelagerter Ebenen die Sache ja zunächst scheinbar noch komplexer macht. Dass ist aber nur auf den ersten Blick so. Denn im Grunde sind diese unteren Ebenen bereits in Form des Hilbertraumes implizit in der mathematischen Beschreibung der QM enthalten. Wir brauchen mathematisch nichts neues einzuführen. Wir müssen es nur anders interpretieren und bestimmten abstrakten mathematischen Basis-Konstrukten tatsächlich auch eine reale Existenz zubilligen. Das ist eigentlich fast alles. Aber dies scheint für die meisten wohl zur Zeit noch undenkbar zu sein, obwohl es eigentlich nur ein kleiner Schritt ist. Wir brauchen zur Lösung bestimmter Probleme nicht immer noch komplexere mathematische Modelle zu suchen, sondern es reicht manchmal aus, das bisher Bewährte erstmal besser zu verstehen. Wir sind da in diesem Fall schon viel weiter als wir glauben.

Viele Grüße
Job
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Re: Messung

Beitrag von Job » 4. Jul 2017, 19:37

seeker hat geschrieben:
16. Jun 2017, 17:21

Das eigentliche Problem sehe ich etwas tiefer, es geht eigentlich gar nicht um c.
Die lokale Grenzgeschwindigkeit 'c' bzw. die sog. 'Lokalität' ergibt sich aus der Struktur der Raumzeit, ist also eine zwanglose Folge einer geometrischen Struktur.
D.h., wenn wir Geschwindigkeiten >c postulieren, bei Teilchen mit positiver Energie, die sich vorwärts in der Zeit bewegen sollen, dann müsste man das sehr gut begründen, man müsste diese geometrische Struktur, eigentlich die komplette ART durch etwas tiefgreifenderes ersetzen, mindestens eine 'andersartige' Mikrostruktur. Dieses sollte dabei auch noch grundlegender und einfacher in den Annahmen sein.
Keine leichte Aufgabe...
Die heutige geometrische Begründung der Gravitation in der ART ist nur eine Möglichkeit, die ART mathematisch zu beschreiben und vor allem zu interpretieren. Die geometrische Varitante müsste man allerdings zugunsten der (mathematisch äquivalenten) Torsionsvariante aufgeben, die Einstein selber in den 1920er Jahren gefunden hat. In diesem Fall ist die Raumzeit flach (es gibt keine Krümmung) und die Gravitation eine Kraft. Lass uns das aber später im Detail diskutieren, wenn ich die Zeit gefunden habe, aufzuschreiben, was meiner Meinung nach diese Kraft (Gravitation) eigentlich ist. Das wird aber leider noch eine geraume Weile dauern.

Viele Grüße
Job
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Re: Messung

Beitrag von Analytiker » 4. Jul 2017, 20:14

ART und Fernparallelismus sind im Grunde nach äquivalente Formulierungen der Einsteinschen Gravitation. In der ART ist die Torsion null und im Fernparallelismus verschwindet die Torsion bei auftretender Gravitation nicht. Torsion ist etwas anderes als Krümmung, vom Aufwand her einfacher zu konstruieren als ein Krümmungstensor. Hingegen ist das zugrundeliegende Tetradenfeld mit im allgemeinen 16 unabhängigen Größen umfangreicher als der metrische Tensor mit im allgemeinen 10 unabhängigen Größen. Nur ein spezielles Wirkungsfunktional überführt den Fernparallelismus in die ART.

http://www.spektrum.de/astrowissen/lexdt_f03.html#fern

Gruß
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Re: Messung

Beitrag von seeker » 5. Jul 2017, 09:17

Torsionsformulierung der ART, Fernparallelismus... puh, ok, aber da muss ich dann wohl passen, das werde ich wohl leider nicht mehr mitkommen, das übersteigt wohl meine Fähgkeiten in der Richtung.

Was mir gerade in den Sinn kam, auch wenn ich den Beitrag über die pseudokomplexe Formulierung der RT sehe und noch solche Sachen wie Stringtheorie, LQG usw. im Hinterkopf habe...
Mir schwant folgendes:

Je tiefer physikalische Theorien in die Natur einzudringen versuchen, desto unverständlicher werden sie. "Unverständlich", nicht im mathematischen Sinne, aber in ihrer Bedeutung, in Form der Frage: "Was zum Teufel soll das denn nun bedeuten?"
Zuende gedacht wäre die perfekte Theorie eine Art perfekt funktionierende ToE, deren Bedeutung uns aber völlig verschlossen wäre, die in diesem Sinne gar nichts mehr bedeuten würde.


Ist das möglicherweise eine Art Naturgesetz, eine Art Unschärferelation der Erkenntnis? Ist das der Preis, der zu zahlen ist?

Zu deinem Beitrag vom 4. Jul 2017, 18:33 noch, Job:

Irgendwie eine Ausführung, die immer noch interessant klingt.
Aber nochmal eine Frage zum Verständnis:
Bekommst du da die "spuckhafte Fernwirkung", verzögerte Entscheidungs-Experimente, Quantenradierer, Verletzung der bellschen Ungleichung, usw. sauber/konsistent hineingebaut?

Und ich sehe es doch richtig, dass du hier einen realistischen Ansatz versuchst?
https://de.wikipedia.org/wiki/Bellsche_ ... lit.C3.A4t

...also führst du nichtlokale verborgende Variablen ein?
Geht das denn in der Torsionsvariante der RT? Spielt es eine Rolle wenn sie so formuliert wird, wo das doch zu der gewöhnlichen Formulierung eine mathematisch äquivalente Formulierung der Einsteinschen Gravitation ist? Das heißt doch, dass das Eine in das Andere transformierbar ist?

http://www.spektrum.de/astrowissen/lexdt_f03.html#fern

Und stellst du dir das so vor, dass deine verborgenen Variablen prinzipiell unbeobachtbar sind oder sollen sie doch wenigstens indirekt beobachtbar sein?
Das philosophische Problem dabei ist auch: Wenn etwas prinzipiell unbeobachtbar ist, inwiefern kann man dann überhaupt von seiner Existenz sprechen?
Inwiefern wäre dein Ansatz dann ein wahrhaft "realistischer Ansatz"?
Dieses Problem haben wir allerdings auch an vielen anderen Stellen, das ist wahr...
Grüße
seeker


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Re: Messung

Beitrag von tomS » 6. Jul 2017, 23:31

Job hat geschrieben:
4. Jul 2017, 19:33
Das Problem ist im Grunde nicht die Katze in Schrödingers Beispiel, die das Problem lediglich sehr offensichtlich macht, sondern bereits die Interpretation der Zustände der radioaktiven Substanz. Wenn wir Superpositionen betrachten, können wir meiner Meinung nach mehrere Fälle unterscheiden. Diejenigen Superpositionen, die tatsächlich auch etwas mit der Realität zu tun haben und diejenigen Superpositionen, die nur eine mathematische Möglichkeit darstellen, indirekt Wahrscheinlichkeiten abzubilden, die aber selbst keinen direkten physikalischen Bezug zur Realität haben.

Superpositionen mit einem Bezug zur Realität finden wir z.B. im Doppelspalt Experiment.
Kein einziges Experiment zeigt dir wirklich die reale Existenz der Superpositionen. In jedem Experiment werden ausschließlich lokalisierte Teilchen detektiert; erst aus der Betrachtung vieler einzelner Teilchen kann sozusagen auf die Superposition zurückgeschlossen werden.

D.h. dass man entweder allen Superpositionen immer rein instrumentellen Charakter zuschreibt, oder allen Superpositionen realen = ontischen Charakter, einschließlich denen für die berühmte Katze. Eine Unterscheidung ist nicht sinnvoll.
Job hat geschrieben:
4. Jul 2017, 19:33
Das Photon und das Elektron selbst sind oszillierende Teilchenkonglomerate aus Vakuumteilchen ...
Wo hast du dir das zusammengereimt?
Job hat geschrieben:
4. Jul 2017, 19:33
Beim radioaktiven Zerfall wie bei Schrödingers Beispiel wird nun ebenfalls eine Superposition aus den Zuständen „Atomkern zerfallen“ und „Atomkern nicht zerfallen“ benutzt. Damit kann man die Wahrscheinlichkeiten modellieren, nach denen ein Zerfall stattfindet. Dagegen ist zunächst nichts einzuwenden. Das Problem entsteht nun erst dadurch, dass wir annehmen, dass diese Superposition selbst wiederum einen direkten Bezug zur Realität hat, dass es also tatsächlich so etwas wie verschmierte Zustände dieser speziellen Art gibt und der Atomkern sich in einem Schwebezustand zwischen zerfallen und nicht zerfallen befinden soll. Dazu zwingt uns aber keiner ...
Das ist richtig; es sind verschiedene Interpretationen der Gleichungen zulässig.
Job hat geschrieben:
4. Jul 2017, 19:33
Mit dieser Interpretation der mathematischen Superposition haben wir das Problem erst entstehen lassen, wie denn nun aus diesem (vermeintlich) verschmierten Zustand plötzlich ein scharfer Zustand wird.
Wenn wir auf diese Interpreation verzichten, handeln wir uns andere Probleme ein. Instrumentalistisch betrachtet verzichten wir vollständig darauf, überhaupt etwas über ein Quantensystem vor der Messung aussagen zu können; nach der Ensemble-Interpretation verzichten wir darauf, etwas über ein einzelnes System aussagen zu können (obwohl ja ein einzelnes System sicher existiert).

there ain't no such thing as a free lunch
Job hat geschrieben:
4. Jul 2017, 19:33
In der Realität ... ist der Atomkern entweder noch nicht zerfallen oder bereits zerfallen und hat damit in dieser Hinsicht immer einen eindeutigen Zustand.
Diese Aussage ist nachweislich falsch.

Man kann mathematisch beweisen, dass die eindeutige Zuschreibung klassischer Eigenschaften zu einem Quantensystem unverträglich ist mit der mathematischen Struktur der Quantenmechanik, und dass daraus Vorhersagen resultieren, die experimentell widerlegt werden können und wurden (Bell, Kochen-Specker)
Job hat geschrieben:
4. Jul 2017, 19:33
Der Zerfallsprozess ist zudem irreversibel ...
Ist er nicht.
Job hat geschrieben:
4. Jul 2017, 19:33
... „ein bisschen zerfallen“ gibt es genauso wenig ...
Doch. Diese Reversibilität würde in diversen Experimenten zur Quantenoptik nachgewiesen.
Job hat geschrieben:
4. Jul 2017, 19:33
Der Zerfall selber wird durch bestimmte Trefferlagen der Vakuumteilchen ausgelöst ...
Woher hast du das?
Job hat geschrieben:
4. Jul 2017, 19:33
Das Problem, das wir heute haben, wäre somit mehr oder weniger hausgemacht, weil wir das Superpositionsprinzip für alle möglichen (auch in der Natur nicht vorkommenden) Zustände als Beschreibung der Realität interpretieren und es damit manchmal überinterpretieren.
Wir wissen nicht und können prinzipiell nicht wissen, ob diese Zustände real existieren oder nicht, weil jede Beobachtung diese Existenz zerstören würde.

Nimmt man nun jedoch an, dass die Mathematik etwas über die reale Existenz aussagt, dann folgt daraus zwingend die Existenz der Superposition. Der Ausweg ist nicht, eine andere Existenzweise anzunehmen, da dies nachweislich zu Widersprüchen führt, sondern auf die Annahme zu verzichten, dass die Mathematik irgendetwas über die Realität aussagt. Das ist Konsens und belegbar.
Job hat geschrieben:
4. Jul 2017, 19:33
... geht wie heute weiter davon aus, dass es keine weiteren noch unbekannten Mikrostrukturen gibt ...
Ich wüsste nicht, welchen Zusammenhang es zwischen weiteren Mikrostrukturen und dem Messproblem geben sollte.
Gruß
Tom

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Re: Messun

Beitrag von tomS » 6. Jul 2017, 23:56

seeker hat geschrieben:
5. Jul 2017, 09:17
Geht das denn in der Torsionsvariante der RT? Spielt es eine Rolle wenn sie so formuliert wird, wo das doch zu der gewöhnlichen Formulierung eine mathematisch äquivalente Formulierung der Einsteinschen Gravitation ist? Das heißt doch, dass das Eine in das Andere transformierbar ist?
Das Problem, dass wenn du eine realistische bzw. ontische Interpretation der Mathematik ansetzen möchtest, du diese nicht mehr der Riemannschen Formulierung alleine zusprechen kannst, oder der Weitzenböckschen Formulierung alleine, sondern nur noch der Äquivalenzklasse aller mathematisch äquivalenten Formulierungen.

Übertragen auf die Quantenmechanik bedeutet dies z.B., dass nicht mehr dem Zustandsvektor sowie dem Hamiltonoperator die alleinige ontische Interpretation zukommt, oder allen überabzählbar vielen Trajektorien im Pfadintegral, sondern der Äquivalenzklasse aller Formulierungen modulo der Transformationen zwischen dem Zustandsvektor und dem Pfadintegral (und ggf. weiteren mathematisch äquivalenten Formulierungen).

Das ist schon eine Herausforderung für die Philosophie.
seeker hat geschrieben:
5. Jul 2017, 09:17
Das philosophische Problem dabei ist auch: Wenn etwas prinzipiell unbeobachtbar ist, inwiefern kann man dann überhaupt von seiner Existenz sprechen?
Umgkehrt existiert ein verwandtes Problem: warum sollten wir die Existenz von etwas leugnen, nur weil es unbeobachtbar ist?

Natürlich bleibt die Vorhersagekraft einer Theorie erhalten, wenn ich sie ausschließlich empirisch interpretiere. Aber die Erklärungskraft wird gleich Null. Warum sagt eine mathematische Theorie Phänomene korrekt voraus, wenn sie strukturell nichts mit der Realität zu tun hat?

Es ist für einige Physiker nicht akzeptabel, dieses Problem als irrelevant zu deklarieren und es damit zu ignorieren - was etwas anderes ist als es zu lösen.
Gruß
Tom

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Re: Messung

Beitrag von Job » 13. Jul 2017, 18:11

Hallo Seeker,
Bitte entschuldige die späten Antworten.
seeker hat geschrieben:
5. Jul 2017, 09:17
Aber nochmal eine Frage zum Verständnis:
Bekommst du da die "spuckhafte Fernwirkung", verzögerte Entscheidungs-Experimente, Quantenradierer, Verletzung der bellschen Ungleichung, usw. sauber/konsistent hineingebaut?

Und ich sehe es doch richtig, dass du hier einen realistischen Ansatz versuchst?
https://de.wikipedia.org/wiki/Bellsche_ ... lit.C3.A4t
Bei der Bellschen Ungleichung werden aus meiner Sicht des öfteren verschiedene Dinge miteinander vermischt. Eines der Probleme ist dabei u.a. das Wort realistisch, da es jeder irgendwie doch subjektiv interpretiert und zum Teil etwas anderes darunter versteht als Bell eigentlich als Voraussetzung hat.
Ich verfolge einen realistischen Ansatz (Modell) in dem Sinne, dass bei mir ein Elektron, ein Photon oder ein Proton und auch die Energieträger des Vakuums (Vakuumteilchen) „real“ existieren und „Raum“ einnehmen und damit in dieser Hinsicht den Charakter klassischer Teilchen haben. Das bedeutet aber nicht! , dass sie damit auch realistisch im Sinne von Bells Voraussetzungen sein müssen. Wenn wir mal als Beispiel das Elektron nehmen, dann geht Bells Ungleichung im Falle eines Impulses davon aus, dass das Elektron nach einer Emission einen festen, klassischen Impuls hat, der sich bei einer Reise durch das reine Vakuum nicht ändern würde. Damit stünde jede spätere Impulsmessung im Grunde von vornherein fest. Es gibt also keine eigentliche Unsicherheit. So ist es bei mir nicht. Das Elektron ändert seinen Impuls zufällig bei einer Reise durch das Vakuum ca. 1020 mal in der Sekunde und hat daher keinen klassischen Impuls. Es ist zwar aus Sicht seiner Struktur und seiner Masse durchaus ein klassisches Teilchen, aber nicht aus Sicht der klassischen Bewegungsgesetze. Damit steht nicht fest, welches Ergebnis eine Messung hier haben würde. So gesehen ist mein Ansatz hier im Sinne von Bell nicht realistisch. Dahinter verbirgt sich bei mir wie bei der QM im Impuls-Fall die Unbestimmtheitsrelation und zwar nur diese. Mit der spukhaften Fernwirkung hat das in diesem Fall nichts zu tun. Das gleiche gilt bei mir z.B. auch für den Spin des Elektrons. Die Richtung des Spins unterliegt auch einer zufälligen Unbestimmtheit. Das Elektron „eiert“ zufällig.

Die „spukhafte Fernwirkung" gibt es bei mir beim Doppelspalt und bei einigen Experimenten mit Photonen und diversen Filtern. Mein Ansatz ist daher im Sinne von Bell auch nicht lokal, wenn man lokal über die Lichtgeschwindigkeit abgrenzt.

Ein Problem ist, dass heute im Unterbewusstsein vieler oft die folgende Kette abläuft:
Teilchen —> realistisch —> erfüllt Voraussetzungen von Bells Ungleichung —> widerspricht Bell- und EPR-Experimenten —> falsch.

Sobald viele das Wort Teilchen hören, ist für sie daher meist schon „alles gelaufen“ und sie hören eigentlich nicht mehr hin und sind, durchaus für mich nachvollziehbar, auch des öfteren genervt. Denn es ist ja für sie klar, dass das falsch sein muss. So klar ist es aber wie oben beschrieben dann doch nicht.
seeker hat geschrieben:
5. Jul 2017, 09:17
…also führst du nichtlokale verborgende Variablen ein?
Nein, eigentlich führe ich keine neuen verborgenen Variablen ein. Sie existieren (verborgen :-) ) schon innerhalb der QM. Ich gebe ihnen nur einen Namen und eine Gestalt und versehe sie mit Wechselwirkungen und Werten für ihre Masse und ihre Energie.
seeker hat geschrieben:
5. Jul 2017, 09:17
Geht das denn in der Torsionsvariante der RT? Spielt es eine Rolle wenn sie so formuliert wird, wo das doch zu der gewöhnlichen Formulierung eine mathematisch äquivalente Formulierung der Einsteinschen Gravitation ist? Das heißt doch, dass das Eine in das Andere transformierbar ist?
Die Torsionsvariante ist deswegen für mich wichtig, weil sie zeigt, dass unsere derzeitige Vorstellung der Gravitation als geometrisches Phänomen nicht die einzig mögliche ist. Bei mir ist die Gravitation eine ganz konkrete Kraft (genauer ein Partialdruck) und Einstein hat gezeigt, dass diese Auffassung (Gravitation = Kraft) mit der ART mathematisch verträglich ist.
seeker hat geschrieben:
5. Jul 2017, 09:17
Und stellst du dir das so vor, dass deine verborgenen Variablen prinzipiell unbeobachtbar sind oder sollen sie doch wenigstens indirekt beobachtbar sein?
Das philosophische Problem dabei ist auch: Wenn etwas prinzipiell unbeobachtbar ist, inwiefern kann man dann überhaupt von seiner Existenz sprechen?
Inwiefern wäre dein Ansatz dann ein wahrhaft "realistischer Ansatz"?
Dieses Problem haben wir allerdings auch an vielen anderen Stellen, das ist wahr...

Diese Diskussion hatten wir schon des öfteren. Wir sind uns, glaube ich, einig, dass es einen wahrhaft realistischen Ansatz nicht geben kann, weil ein Teil der Natur uns messtechnisch nicht zugänglich ist und auch nie sein wird. Wir können also nie „beweisen“, dass unsere Modelle 1 zu 1 der Natur entsprechen. Ein einzelnes Vakuumteilchen, wenn es denn existieren sollte, könnten wir nicht experimentell nachweisen. Indirekt beobachten wir sie aber heute schon vielfach. Sie spielen eine Rolle beim Elektron, beim Photon, beim Proton, beim Doppelspalt, bei den EPR Experimenten, beim Tunneleffekt, beim radioaktiven Zerfall, bei der SRT, bei Maxwell, beim Raum, bei der Zeit, in den Teilchenbeschleunigern, etc.

Viele Grüße
Job
Alles ist einfacher, als man denken kann, zugleich verschränkter, als zu begreifen ist.
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Re: Messung

Beitrag von Job » 13. Jul 2017, 19:11

tomS hat geschrieben:
6. Jul 2017, 23:31
D.h. dass man entweder allen Superpositionen immer rein instrumentellen Charakter zuschreibt, oder allen Superpositionen realen = ontischen Charakter, einschließlich denen für die berühmte Katze. Eine Unterscheidung ist nicht sinnvoll.
Eine Unterscheidung ist m.E. sehr sinnvoll. Wenn man verstehen will, was die Quantenmechanik für einen physikalischen Hintergrund hat, muss man hier sehr fein unterscheiden (s.u.). Wenn nicht (Shut up and calculate), ist es egal. Es hat keinen zwingenden Einfluss auf die Mathematik, nur auf ihre Interpretation.
Job hat geschrieben:
4. Jul 2017, 19:33
Das Photon und das Elektron selbst sind oszillierende Teilchenkonglomerate aus Vakuumteilchen ...
tomS hat geschrieben:
6. Jul 2017, 23:31
Wo hast du dir das zusammengereimt?
Soweit ich mich erinnere war es in Hamburg.

Job hat geschrieben:
4. Jul 2017, 19:33
In der Realität ... ist der Atomkern entweder noch nicht zerfallen oder bereits zerfallen und hat damit in dieser Hinsicht immer einen eindeutigen Zustand.
tomS hat geschrieben:
6. Jul 2017, 23:31
Diese Aussage ist nachweislich falsch.

Man kann mathematisch beweisen, dass die eindeutige Zuschreibung klassischer Eigenschaften zu einem Quantensystem unverträglich ist mit der mathematischen Struktur der Quantenmechanik, und dass daraus Vorhersagen resultieren, die experimentell widerlegt werden können und wurden (Bell, Kochen-Specker)
Siehe dazu meine Kommentare zur Bellschen Ungleichung an Seeker.
Job hat geschrieben:
4. Jul 2017, 19:33
Der Zerfallsprozess ist zudem irreversibel ...
tomS hat geschrieben:
6. Jul 2017, 23:31
Ist er nicht.
Bei mir ist er es, weil sich das Umfeld, das diesen Prozess auslöst, irreversibel verändert. In der Quantenmechanik wird dies heute noch nicht berücksichtigt, das stimmt. Dies wäre dann der Fall , wenn man eine geeignete Lösung der ART integriert hat, die die (irreversible) Entwicklung unseres Universums und damit auch des Vakuums widerspiegelt. Das hat auch etwas mit dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik zu tun.
Job hat geschrieben:
4. Jul 2017, 19:33
... „ein bisschen zerfallen“ gibt es genauso wenig ...
tomS hat geschrieben:
6. Jul 2017, 23:31
Doch. Diese Reversibilität würde in diversen Experimenten zur Quantenoptik nachgewiesen.
Die Experimente zur Quantenoptik haben nichts mit diesem konkreten Fall zu tun, soweit ich das übersehe, und können daher nicht als Gegenargument benutzt werden. Wie ich ja bereits geschrieben habe, sind viele Superpositionen für mich durchaus auch real existent, nur eben nicht in diesem Fall.
Bleiben wir daher ganz konkret bei diesem Fall. Welche Experimente oder sonstigen Beweise gibt es, die eindeutig meine Behauptung widerlegen, dass ein Uranatom im Hinblick auf den Zerfall nur zwei eindeutige Zustände kennt. Zerfallen oder nicht zerfallen.
Job hat geschrieben:
4. Jul 2017, 19:33
Der Zerfall selber wird durch bestimmte Trefferlagen der Vakuumteilchen ausgelöst ...
tomS hat geschrieben:
6. Jul 2017, 23:31
Woher hast du das?
Das ergibt sich bei mir direkt wie auch beim Tunneleffekt aus der stochastischen Verteilung der Impulse der beteiligten Teilchen.
tomS hat geschrieben:
6. Jul 2017, 23:31
Nimmt man nun jedoch an, dass die Mathematik etwas über die reale Existenz aussagt, dann folgt daraus zwingend die Existenz der Superposition. Der Ausweg ist nicht, eine andere Existenzweise anzunehmen, da dies nachweislich zu Widersprüchen führt, sondern auf die Annahme zu verzichten, dass die Mathematik irgendetwas über die Realität aussagt. Das ist Konsens und belegbar.
Es gibt derzeit einen mathematischen Formalismus, wie man Systeme mit zwei Zuständen in der QM abbildet. Hierbei muss man aber aus meiner Sicht zwischen zwei Dingen unterscheiden. Zum einen dient dieser Formalismus dazu, letztendlich Wahrscheinlichkeiten abzubilden. Und ja, diese Wahrscheinlichkeiten haben natürlich auch etwas mit der Natur zu tun. Sie sind nicht einfach so aus der Luft gegriffen, sondern es gibt Prozesse in der Natur, die die Ursache für diese Wahrscheinlichkeiten sind. Bis hierher kann ich Deine Argumente nachvollziehen und daran will ich auch gar nichts ändern.
Nun ist es m.E. aber so, dass bei der Interpretation, was denn diese mathematische Abbildung neben der Wahrscheinlichkeitsbetrachtung physikalisch noch bedeutet, heute nicht weiter differenziert wird. Wir haben dabei Zustände, die man als Superposition auch in der Natur auffassen kann, aber eben auch andere Zustände, die eindeutig ein Ja oder Nein zur Antwort haben, wie beim Zerfall eines Urankerns. Nun machen wir heute bei der Interpretation keinerlei Unterschiede zwischen den verschiedenen physikalischen Zustandsarten. Dies führt dann dazu, dass man auch für bestimmte Ja/Nein Zustände (zerfallen, nicht zerfallen, tot, lebendig) Schwebezustände nicht ausschliesst, die keiner verstehen kann und die es m.E. in der Realität so auch nicht gibt. Im Fall des Urankernes ist die Existenz dieses Schwebezustandes aus meiner Sicht keineswegs belegbar. Ich lasse mich da aber gerne eines besseren belehren, wenn es dafür einen experimentellen Beweis gibt. Ich kenne zumindest keinen für diesen konkreten Fall.

Wenn wir in diesem Fall die mathematische Superposition lediglich als formale Beschreibung der Wahrscheinlichkeiten des Zerfalls betrachten, und nicht auch noch zusätzlich als realen Zustand des Urankernes, brauchen wir keinen Kollaps zu bemühen und haben auch in diesem Zusammenhang kein Messproblem. Der Konsens macht uns das Leben hier m.E. unnötig schwer.
Wir interpretieren in diesem konkreten Fall etwas in die mathematische Gleichung hinein, was in der Natur nicht existiert und wundern uns, dass wir es nicht verstehen. Es liegt nicht an der Gleichung, es liegt an uns.

Viele Grüße
Job
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Re: Messung

Beitrag von tomS » 14. Jul 2017, 23:42

Dein Verzicht, das zu beschreiben was ist, und ausschließlich das zu berechnen was man beobachten wird, ist logisch in sich schlüssig. Auch dein Verzicht auf eine Beschreibung eines einzelnen Systems und eine rein stochastische Interpretation eines Ensembles ist logisch möglich. Damit verschwinden natürlich automatisch Superpositionen als real existierende Zustände und alle damit verbundenen Probleme; Superpositionen sind dann lediglich ein formales Werzeug.

Dennoch - ich wiederhole nochmal meine Antwort an seeker:

Natürlich bleibt die Vorhersagekraft einer Theorie erhalten, wenn ich sie ausschließlich empirisch interpretiere. Aber die Erklärungskraft wird gleich Null. Warum sagt eine mathematische Theorie Phänomene korrekt voraus, wenn sie strukturell nichts mit der Realität [eines einzelnen Objektes] zu tun hat?
Gruß
Tom

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Re: Messung

Beitrag von seeker » 15. Jul 2017, 10:25

tomS hat geschrieben:
14. Jul 2017, 23:42
Natürlich bleibt die Vorhersagekraft einer Theorie erhalten, wenn ich sie ausschließlich empirisch interpretiere. Aber die Erklärungskraft wird gleich Null. Warum sagt eine mathematische Theorie Phänomene korrekt voraus, wenn sie strukturell nichts mit der Realität [eines einzelnen Objektes] zu tun hat?
Ich bin nicht sicher, ob das beim Vorschlag von Job so ist.
Soweit ich es verstehe, versucht er ja auch diese tiefere Frage zu beantworten, nur auf ein ungewohnte Art und Weise, als eine Art Grundrauschen, von 'realen' (*) aber nicht-lokalen Teilchen, aus deren Dynamik und Agglomeration (durchaus auch teilweise thermodynamisch zu sehen) die vergleichsweise makroskopischen Teilchen/Objekte/Effekte (incl. deren Dynamik), die wir empirisch sehen, erklärbar sein sollen.
Auf welche Weise dadurch Verschränkungseffekte plausibel/einfach(er) erklärbar sein sollen, insbesondere solche mit verzögerter Entscheidung, verstehe ich aber leider immer noch nicht.

(*): Hier verwendet er einen etwas anderen, ungewohnten Realitätsbegriff. Man sollte sich anschauen, inwieweit er tragfähig ist.
tomS hat geschrieben:
14. Jul 2017, 23:42
Warum sagt eine mathematische Theorie Phänomene korrekt voraus, wenn sie strukturell nichts mit der Realität [eines einzelnen Objektes] zu tun hat?
Als Vergleich könnten wir die Thermodynamik anschauen:
Warum sagt sie die Dynamik von Druck, Temperatur, Volumen korrekt voraus, obwohl sie strukturell nichts mit der Realität eines einzelnen Gasteilchens zu tun hat?
Nur: Die Thermodynamik setzt die Existenz von Gasteilchen voraus, bzw. sagt diese vorher, ohne dass die zum Zeitpunkt der Aufstellung der Theorie schon experimentell nachgewiesen sein müssen.
D.h.: Sie zeigt der Forschung an der Stelle den Weg. Und sie hat eben doch ein klein wenig auch mit der Mikrostruktur von dem Ding "Gas" zu tun.

(Sorry Job, dass ich hier in der dritten Person von dir rede. Das hat nichts zu bedeuten, es fiel mir formulierungstechnisch nur gerade leichter, ich weiß, dass du mitliest und meine Anmerkungen sind in der Diskussion als auch an dich und die Allgemeinheit gerichtet zu verstehen, nicht nur an Tom.)
Grüße
seeker


Mache nie eine Theorie zu DEINER Theorie!
Denn tut man das, so verliert man zumindest ein Stück weit seine Unvoreingenommenheit, Objektivität.

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Re: Messung

Beitrag von tomS » 15. Jul 2017, 13:26

seeker hat geschrieben:
15. Jul 2017, 10:25
tomS hat geschrieben:
14. Jul 2017, 23:42
Warum sagt eine mathematische Theorie Phänomene korrekt voraus, wenn sie strukturell nichts mit der Realität [eines einzelnen Objektes] zu tun hat?
Als Vergleich könnten wir die Thermodynamik anschauen:
Warum sagt sie die Dynamik von Druck, Temperatur, Volumen korrekt voraus, obwohl sie strukturell nichts mit der Realität eines einzelnen Gasteilchens zu tun hat?
Nur: Die Thermodynamik setzt die Existenz von Gasteilchen voraus, bzw. sagt diese vorher, ohne dass die zum Zeitpunkt der Aufstellung der Theorie schon experimentell nachgewiesen sein müssen.
D.h.: Sie zeigt der Forschung an der Stelle den Weg. Und sie hat eben doch ein klein wenig auch mit der Mikrostruktur von dem Ding "Gas" zu tun.
Die klassische Thermodynamik setzt gerade keine Gasteilchen voraus; sie ist formulierbar als Theorie auf einer symplektischen Mannigfaltigkeit, wobei jeder Punkt der Mannigfaltigkeit exakt einen Makrozustand (p,V,T) o.ä. repräsentiert. Die Verquickung mit der Mikrophysik resultiert aus einer unzureichenden didaktischen Aufbereitung; in der theoretischen Physik wird das teilweise sehr sauber herausgearbeitet. Mikroskopische Freiheitsgrade werden erst in der statistischen Mechanik relevant.

Der Vergleich hinkt außerdem: die Thermodynamik befasst sich ausschließlich mit Makrosystemen, sowohl theoretisch als auch experimentell, während wir in der Quantenmechanik tatsächlich einzelne Quantenobjekte präparieren und beobachten, jedoch im Falle der Ensemble-Interpretation vollständig auf deren Beschreibung verzichten.

Wird gesagt, das ist logisch schlüssig, jedoch m.M.n. unbefriedigend.
Gruß
Tom

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