Quantenmechanik: Objektiver Zufall

@therichter
In diesem Punkt hast du recht
Für uns Menschen ist es abgesehen davon aber erstmal egal ob die Faktoren nicht da oder nicht herauszufinden sind- beides resultiert in Zufall.
Das die Faktoren nicht da sind ist wieder was anderes. Deutlich schwerer vorzustellen oder gar zu belegen- mal von den Auswirkungen ganz zu schweigen

@therichter

Hast du meinen Beitrag zum Thema "deterministisches Chaos" gelesen?

@SKEPTIKER123
Ja, ich weiss aber nicht wirklich was der deterministische Chaos ist. Ich werds mir demnächst schnauen.

@therichter

Ah, okay! Du scheinst dich ja gerade für den Themenkomplex "Determinismus - Indeterminismus - Zufall" zu interessieren und da kann ich aus eigener Erfahrung sagen, dass du dann wohl einen Haufen Freude an der Beschäftigung mit chaotischen Systemen haben wirst. Anfangen könntest du zum Beispiel mit der logistischen Abbildung (siehe Wikipedia). Wenn du Rat oder Hilfe benötigst, so fühl dich frei dich direkt an mich zu wenden!

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"Die Idee ist uns wichtiger als die Wirklichkeit; was wir sein sollten, liegt uns mehr am Herzen, als was wir sind. […] Unser Streben ist ständig darauf gerichtet, diese Wirklichkeit in die Schablone unserer Vorstellung zu pressen. " Jiddu Krishnamurti

Nur weil man in der Quantenmechanik die Idee hat, dass es den Zufall beim Zerfallszeitpunkt gibt, heißt das noch lange nicht, dass dies die Wirklichkeit ist. Nur weil man es nicht berechnen kann? Wer weiß, vielleicht befindet sich in einem Atom ein ganzes "Universum" oder andere Einflüsse, welche Einfluss auf den Verfall nehmen? Quarks, ich hoffe ich vertausch das jetzt nicht, sind ja bisher die kleinsten uns bekannten Teilchen, aber wer sagt denn nicht, dass es nahezu unendlich kleiner werden kann bei den Teilchen und dies einen Einfluss darauf hat? Naja, das ist jetzt auch eher hypothetisch und spekulativ, aber dennoch wert es auszusprechen, da man ja auch nicht beantworten kann, ob das Universum unendlich oder endlich ist. Warum nur beim größer werden unendlich und nicht beim kleiner werden? Irgendwie so, wusste nicht auf die schnelle, wie ich alles in Worte packen sollte.
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In einem anderen Thread schrieb ich folgendes [hier mit ein paar Anpassungen]:

Ich kenne mich mit Quantenmechanik zwar nicht wirklich aus, aber ehrlich gesagt, kann ich mir nichts vorstellen, was den Determinismus theoretisch widerlegen könnte, da wirklich alles im Universum im Wechselspiel zueinander steht, sogar eventuelle Parallelen, Dimensionen und andere Universen, oder "weiß der Geier" was noch. Alles ist so, wie das Sein sein sollte, wie sollte das Sein auch anders sein? Das Sein ist eins.

Deshalb sehe ich wirklich alles theoretisch "berechenbar" an, aber dazu fehlt uns Menschen einfach der "Verstand" und der "Überblick" über das Sein in seiner Gänze und über alle Naturgesetze und Einflüsse. Ich glaube, dass man das ganze Universum theoretisch anhand einer Art "Gottesgleichung" beschreiben könnte (den Begriff "Gott" hier bitte nicht im religiösen Sinne verstehen).
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Zudem muss das Universum doch theoretisch in seinen Gesetzen geschlossen sein, auch in der Quantenmechanik, selbst wenn man dazu nahezu unendlich Gesetze bräuchte, von denen wir nicht mal einen Bruchteil kennen, so wird es dennoch immer dieser Gesetzmäßigkeit unterliegen müssen, die wir nicht fassen können. Von daher könnte das ganze Universum, ob endlich oder unendlich, absolut deterministisch sein.
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Die meisten unserer Gedanken laufen schon bevor wir überhaupt bewusst daran denken müssen unbewusst ab. Demnach ist also das Bewusstsein nur eine Illusion, die durch den Determinismus hervorgerufen. Durch wissenschaftliche Studien anhand der unbewussten Gehirnaktivität vor dem "Bewusstwerden" wird ebenfalls den Determinismus bestärkt.

@dotd

Vom Zerfall mal abgesehen, was die Verschränkung von Teilchen angeht, ist es eine Tatsache, dass es dort kein Determinismus gibt. Es gibt da also echten Zufall, die bellschen Ungleichungen helfen da weiter.

Wikipedia: Bellsche Ungleichung
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/EPR/
http://itp1.uni-stuttgart.de/lehre/vorlesungen/hauptseminar/ss2011/12_Vortrag_Dast.pdf
http://www.iap.tu-darmstadt.de/tqp/grp_kranade/TheoSeminar.pdf (Archiv-Version vom 13.08.2011)

Hier noch ein Link, der das recht einfach erklärt:

http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Quantenspiel.pdf

Es gibt somit keine verborgenen Parameter.

@nocheinPoet
Komisch, eigentlich wurd uns doch in diesem Thread aufwendig erklärt was mit dem Zufall gemeint ist und das es eben keine echten Zufall gibt. Schau dir mal den Beitrag von raycluster an.

@therichter

HYPATIA schrieb am 07.04.2013:Wenn ich den aktuellen Zustand kenne weiß ich genau, wie es in 1000 Zeitschritten aussieht.

Genau da liegt ein Fehler von Ray vor. Er geht davon aus, dass man in einem Quantensystem den genauen Zustand kennen kann. Aber es gibt ja noch die Heisenbergsche Unschärferelation.

Edit: Bei den Energieübergängen in der Atomschale ist es sogar noch eindeutiger, da dort Zeit und Energie "zueinander unscharf" sind. Da weiß man also erst recht nicht, was in 1000 Zeitschritten ist.

@Heizenberch
Nein, les sein beitrag, genau davon geht er ja nicht aus.

Heizenberch schrieb:Er geht davon aus, dass man in einem Quantensystem den genauen Zustand kennen kann.

Kann man auch. Ich brauch das System ja z.B. nur im gewünschten Zustand präparieren.

Heizenberch schrieb:Aber es gibt ja noch die Heisenbergsche Unschärferelation.

Ja, das ist ein häufiger Denkfehler. Zustände sind nicht zueinander unscharf. Es gibt zu jedem Zeitpunkt sowieso nur einen einzigen Zustand. Die zeitliche Veränderung dieses Zustands lässt sich über die Schrödingergleichung berechnen.
Es gibt nur verschiedene Zerlegungen dieses Zustands in Grundmoden, und diese bestehen eventuell für verschiedene Zerlegungen nicht aus den selben Grundbausteinen. Dann hast du den Effekt, dass dein System nicht gleichzeitig in einer Grundmode der einen Observablen als auch in einer Grundmode der anderen Observable vorliegen kann. Wenn du das etwas mathematischer angehst kommst du darauf, dass du um so mehr Eigenzustände des einen Operators brauchst je weniger Eigenzustände des anderen Operators notwendig sind, um den tatsächlichen Zustand dar zu stellen. Das ist die Unschärferelation.

Heizenberch schrieb:Bei den Energieübergängen in der Atomschale ist es sogar noch eindeutiger, da dort Zeit und Energie "zueinander unscharf" sind. Da weiß man also erst recht nicht, was in 1000 Zeitschritten ist.

Bitteschön, Java-Applet mit Energieübergang eines Elektrons:
http://www.falstad.com/qmatomrad/

Solang du nicht sauber unterscheidest zwischen Zuständen und Observablen kommst du in der Quantenmechanik in Teufelsküche. Das ist der Unterschied zwischen der klassischen Mechanik und der Quantenmechanik. In der klassischen Mechanik kannst du aus einem Zustand die Observable vorhersagen.
In der Quantenmechanik geht das nicht, weil dazwischen ein stochastischer Prozess steht. Wie man sich den erklären kann hab ich anhand der Dekohärenz erläutert.

@nocheinPoet
Die Bellsche Ungleichung hat nur indirekt was mit dem Zufall zu tun. Eigentlich geht es dabei um das Problem, dass Teilchen anscheinend überlichtschnell miteinander kommunizieren, was verwundert, da man das sonst nicht so oft sieht in der Natur. Man überlegt deswegen dazu, ob die Zustände der Teilchen nicht schon bei der Trennung irgendwie beeinflusst wurden.
Hier Beitrag von HYPATIA (Seite 3) bin ich gleich in den ersten Absätzen etwas genauer darauf eingegangen :)

HYPATIA schrieb:Ja, das ist ein häufiger Denkfehler. Zustände sind nicht zueinander unscharf. Es gibt zu jedem Zeitpunkt sowieso nur einen einzigen Zustand.

Jo, immer wieder erschreckend festzustellen wieviele den Unterschied zwischen Realitaet und einem Modell der Realitaet nicht auseinandern halten koennen (wollen?). Ausserdem gibt es doch den guten alten Heisenbergkompensator :)

Bei dem heutigen Rohstoffknappheit, vor allem für Dilithium, ist die Verwendung von diesen Geräten ziemlich unverantwortlich.

HYPATIA schrieb:Es gibt zu jedem Zeitpunkt sowieso nur einen einzigen Zustand.

Klar, aber um einen Zustand kenne zu können, musst du die Variablen kennen. Und das ist unmöglich. Zumal du bei Zuständen, bei denen du die Energie bestimmen musst auch überhaupt keinen Zeitpunkt bestimmen kannst.

HYPATIA schrieb:Die zeitliche Veränderung dieses Zustands lässt sich über die Schrödingergleichung berechnen.

Wie bereits geschrieben beschreibt die Schödingergleichung die Veränderung der Wellenfunktion. Und die Wellenfunktion ist nichts anderes als die Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Zustände. Du kannst nicht wie in der Klassischen Mechanik das Verhalten eines einzelnen Teilchens bestimmen. Das kann auch die Schrödingergleichung nicht.

HYPATIA schrieb:Es gibt nur verschiedene Zerlegungen dieses Zustands in Grundmoden, und diese bestehen eventuell für verschiedene Zerlegungen nicht aus den selben Grundbausteinen.

Schau dir mal die Bahnen eines Elektrons um ein Wasserstoffatom an. Die Energieniveuas sind, wie du schon sehr schön meintest, in Moden aufgeteilt. Da diese Energieniveaus sehr scharf bestimmt sind, ist die Zeit, die ein Zustand stabil ist, nicht bestimmt. Genau so ist es bei Atomarem Zerfall. Gerade weil die Energie bestimmt ist und die Zeit nicht, gibt es eine Zufallsverteilung, die ihre Breite von der Bestimmtheit des Energiewertes erhält. Nur deshalb funktionieren Atomuhren so, wie sie funktionieren. Deshalb arbeitet man mit Mittelwerten.

HYPATIA schrieb:Solang du nicht sauber unterscheidest zwischen Zuständen und Observablen kommst du in der Quantenmechanik in Teufelsküche. Das ist der Unterschied zwischen der klassischen Mechanik und der Quantenmechanik. In der klassischen Mechanik kannst du aus einem Zustand die Observable vorhersagen.
In der Quantenmechanik geht das nicht, weil dazwischen ein stochastischer Prozess steht.

Genau. In der Quantenmechanik herrscht in den Observablen der Zufall. Da gibt es nun zwei Interpretationen. Einmal die deine, dass es kein Zufall ist, sondern dass einfach Versteckte Variablen fehlen. Oder die der Kopenhagener Deutung, welche diese Variablen ausschließt und vom Zufall ausgeht.

Entweder du hast meine Posts nicht verstanden, oder nicht gelesen, weil ich nichts anderes behaupte. Außer:

Heizenberch schrieb:Einmal die deine, dass es kein Zufall ist, sondern dass einfach Versteckte Variablen fehlen

Es gibt keine versteckten Variablen. Hab ich auch nie was anderes behauptet. Abgesehen davon bringst du schon wieder Sachen durcheinander.

Über Zerfallsprozesse hab ich auch irgendwo schon geredet, ich fang jetzt nicht wieder von vorne an. Klammer dich nicht dogmatisch an jedes Wort was irgend ein Prof von dir mal von sich gegeben hat, dann hast du auch keinen Grund mit ständig dagegen zu reden wollen, obwohl ich nichts anderes sage als du.

@therichter

Dir ist schon klar, dass ein determiniertes Universum den Raum für ein freies Bewusstsein nimmt?

Jeder Gedanke, jede Position eines Teilchens@HYPATIA
wären vollständig zu jeden Zeitpunkt bestimmt. Mit allen Eigenschaften.


@HYPATIA

Dur mal kurz, ist schon interessant wie Du es so siehst, aber Deiner Meinung kann ich so einfach nicht teilen. Das Universum ist nicht deterministisch.

@Heizenberch
@HYPATIA

Wenn wir hier irgendwie zusammen finden wollen, müssen wir uns einfach über mehr Basics einig werden. Was ist eine lokale Theorie und so etwas zum Beispiel. Zur Not frage ich auf AT ein paar Physiker von denen ich weiß, dass sie in dem Job richtig arbeiten. Nur um noch ein paar andere Meinungen zu hören.

Bisher war für mich auch der Zerfall von einem freien Neutron ein klar zufälliger Prozess. es kann nur nicht der Zeitpunkt bestimmt werden, wann es zerfällt, es ist unmöglich weil der Zustand wirklich unbestimmt ist.

Zu den Ungleichungen, auch der Zustand des Spins zweier verschränkter Teilchen ist unbestimmt. Es ist nicht nur unmöglich den Spin vorherzusagen, er ist real bis zur Messung nicht gegeben. Zwischen nur unbekannt, und nicht bestimmt ist zu unterscheiden.

@nocheinPoet

Macht das den einen Unterschied ob du einen freien Willen hast oder nicht? Aendern tut sich ja nix :)

nocheinPoet schrieb:Jeder Gedanke, jede Position eines Teilchens@HYPATIA
wären vollständig zu jeden Zeitpunkt bestimmt. Mit allen Eigenschaften.

Eben nicht. Der Unterschied zwischen Observable und Zustand.

nocheinPoet schrieb:Bisher war für mich auch der Zerfall von einem freien Neutron ein klar zufälliger Prozess. es kann nur nicht der Zeitpunkt bestimmt werden, wann es zerfällt, es ist unmöglich weil der Zustand wirklich unbestimmt ist.

Ich habs schon einige Male erwähnt, der Zeitpunkt des Zerfalls ist eigentlich total uninteressant. Das System befindet sich durchgehend in einer Superposition zwischen Neutron und Zerfallsprodukten. Die Verhältnisse der Anteile schichten sich nur um. Das eigentliche Dilemma ist jetzt, warum wir trotzdem keine Superposition feststellen, sondern "diskrete" Werte.

Wenn ich die Interaktion zwischen einem Teilchen und einem Weiteren berechnen kann, dann auch zwischen einem Teilchen und 15 anderen. Oder 10^25 Teilchen. Da besteht kein physikalischer Unterschied, warum die Physik sich auf einmal schlagartig ändern sollte und nun plötzlich nur noch "klassisch" ist. Es nähert sich nur einem schicken Mittelwert an, theoretisch ändert sich aber nichts.

Und außerdem: Wer behauptet hier, dass es freien Willen gäbe? Ich sehe nur äußerst komplizierte Kohlenstoffhaufen, die sich strikt nach physikalischen Gesetzten verhalten. Das ist nur Chemie, ein Bewusstsein oder etwas dergleichen scheint es nicht zu geben. Oder kannst du sowas messen? :)