Quantenmechanik: Objektiver Zufall

@therichter

therichter schrieb:Was meinst du?

Jeder erklärt "aus gutem Grunde"!?

Nun wenn wir doch gerade über den Determinismus philosophieren dürfte doch klar sein, das uns die Unschärfe eines "vermuteten Begriffes", Geschehens, oder Objektes nur ein zu überwindendes Hindernis, und die Antwort nach dem "warum und wie", das eigentlich gesuchte, ist.

Probleme kann man niemals mit derselben Denkweise lösen, durch die sie entstanden sind.

A.E.

@Z.
Du schreibst mir in Rätseln xD

@therichter
Absichtlich, den ist es doch Tollheit (Natur), so hat es doch Methode.
Um die alleinig dreht es sich. Alles andere vergeht in der Unschärfe, des jeweiligen Blickwinkels.

Mit einfachen Worten.

Die Entscheidung mag das Ergebnis der Überlegung sein, aber sie beendet gleichzeitig die Überlegung, sie schließt die Überlegung aus. Werner Heisenberg

siehe...

therichter schrieb:Als ich das geschrieben habe wurde das als Schwachsinn abgestempelt

@Z.

Z. schrieb:Absichtlich, den ist es doch Tollheit (Natur), so hat es doch Methode.

Für mich siehts eher aus wie Trollheit ^^

Ne also ich verstehe dich immer noch nicht. :/

@therichter
Es geht ja auch nicht drum mich zu verstehen, sondern die Zitate.
Ich konnte nirgends lesen das man etwas als "Schwachsinn abgestempelt" hätte, wie gesagt.

Solange Du dich mit solcher Art Interpretationen aufhältst, wirst du die Zeit nicht haben über das "eigentlich gesuchte" nachzudenken. Das wäre nicht Zielführend.

@therichter

Ich hab eine Frage: Wieso geht man in der Quantenmechanik davon aus dass es einen objektiven Zufall gibt?

Ein subjektiver Zufall ist wenn man die Gründe nicht kennt, aber woher soll man wissen das es keine Gründe gibt? Und wieso sollte man sowas, schon fast paradoxes, annehmen?

Das Doppelspaltexperiment beweist uns doch nur wie wenig wir über die Physik wissen. Wie wenig wir über die Gründe wissen warum etwas so ist wie es ist. Und dann kommen Physiker an und meinen (ich finde das etwas Naiv, vielleicht bin ich aber einfach nur unwissend) es gibt keine Gründe? Wieso tun sie das? Was ist die rationale Erklärung für diese Annahme, welche ja schon als Fakt dargestellt wird.

Ich bin kein Experte, mich interessiert das aber und vielleicht weiss ja jemand hier im Forum warum man davon ausgeht.

Den klassischen Determinismus ist mit der Quantenmechanik nicht mehr haltbar, subatomare Partikel können sich auf endlos vielen Trajektorien von Punkt A zu Punkt B bewegen. Dennoch impliziert dies keineswegs, dass es einen freien Willen gibt. Die Naturgesetze, insbesondere auf mikroskopischer Ebene, sind statistischer Natur, was zweifelsfrei den Determinismus annulliert, jedoch nicht die Kausalität.
Naturgesetze haben generell nur statistischen Charakter, stets wahre Aussagen sind z.B. mathematische Sätze. Triviale Formeln wie F = m a oder W_0 = mc² sind streng genommen statistische Aussagen.

mathematiker schrieb:Die Naturgesetze, insbesondere auf mikroskopischer Ebene, sind statistischer Natur, was zweifelsfrei den Determinismus annulliert, jedoch nicht die Kausalität.

Die Naturgesetze, insbesondere auf mikroskopischer Ebene, sind stochastischer Natur, was zweifelsfrei den Determinismus annulliert, jedoch nicht die Kausalität.

Mathematisch lassen sich die Vorgänge der QM zwar exakt fassen, die Formulierung der Quantenmechanik ist jedoch keineswegs mathematisch sauber, was einem im normalen Physik Studium meines Wissens (Ich bin Mathematiker, kein Physiker) leider nicht vermittelt wird.

Wikipedia: Axiomatische Quantenfeldtheorie#Algebraische Quantenfeldtheorie

Dieser Artikel gibt jedoch eines recht passablen Überblick über das Feld.
Wer sich tatsächlich für Physik auf mathematisch festem Fundament interessiert, der sollte lieber mathematische Physik (z.B. in Würzburg) oder Mathematik studieren.

Auch wenn Mathematiker das nicht so gerne hören, aber für die Physik ist die Mathematik nur ein Werkzeug. Ihr ist es völlig egal, ob man irgendwas berechnet oder Tarotkarten legt, solange das Ergebnis sich mit einem Experiment deckt.
Obgleich mathematische Strukturen an sich durchaus interssant sind, sie sind nicht das wonach die Physik sucht, weil sie erst einmal reiner Selbstzweck sind und nichts über die Welt aussagen.

Feynman hat immer (sinngemäß) gesagt, dass wir letzten Endes nur einige Pfeilchen addieren und es kommt dann aus irgend einem Grund das Richtige raus. Keiner weiß, warum das so ist, auch ausgebildeter Wissenschaftler nicht. Die haben nur ein paar gute Tricks auf Lager, um viele, viele Pfeilchen effektiv zu addieren, aber ein tieferes Verständnis entspringt davon nicht.

@mathematiker

mathematiker schrieb:Die Naturgesetze, insbesondere auf mikroskopischer Ebene, sind statistischer Natur, was zweifelsfrei den Determinismus annulliert, jedoch nicht die Kausalität.

Hier bitte um kurze Erläuterung/Erklärung. Danke.

mathematiker schrieb:Mathematisch lassen sich die Vorgänge der QM zwar exakt fassen, die Formulierung der Quantenmechanik ist jedoch keineswegs mathematisch sauber, was einem im normalen Physik Studium meines Wissens (Ich bin Mathematiker, kein Physiker) leider nicht vermittelt wird.

Was heisst sauber, "sauber" könnte nur die "Vollständige Kenntnis" über jeglichen Vorgang in der Natur, walten, schalten und berechnen. Das diese "noch nicht" gegeben ist, hat weder etwas damit zutun das Physiker etwaig Mathematikern in ihrer Realitätssicht unterlegen wären, noch das Physikern unbekannt sein soll, das die Quantenmechanik apriori eine Theorie ist, die versucht die Vorgänge in der Natur, nachvollziehbar zu erfassen. Und dabei ist wohl so gut wie allen Beteiligten klar, das deren Formalismus, noch nicht der "Wahre Jacob" sein kann/muss.

Aber Naturwissenschaft auf Basis eines tiefgreifenden Interdeterminismus (dessen Begriff Du ja trefflich zu meiden suchst) zu fundieren wäre, wie gesagt, sinnlos.

mathematiker schrieb:Determinismus ist mit der Quantenmechanik nicht mehr haltbar, subatomare Partikel können sich auf endlos vielen Trajektorien von Punkt A zu Punkt B bewegen.

Leider hat Hawking nicht in Würzburg studiert!? Scherz beiseite...

Der Physiker Stephen Hawking verwendet den Begriff „Determinismus“ für alle Interpretationen der Quantenmechanik, auch für die einschlägig als „indeterministisch“ bezeichneten Varianten. Er begründet diese Wortwahl damit, dass so der mögliche falsche Eindruck der Regellosigkeit vermieden werde. Auch unter der Annahme einer fundamentalen Zufälligkeit der Natur würden statt einer bestimmten Zukunft und Vergangenheit eben die Wahrscheinlichkeiten für verschiedene mögliche Zukünfte und Vergangenheiten durch die Naturgesetze exakt bestimmt, d. h. determiniert.

Wie gesagt, die gute alte Tradition Einsteins Gedanken fortzuführen, findet auch bei den Grössen der Physik, nach wie vor Anklang und Umsetzung. Auch Penrose, sah Einstein einst als Anlass sich von der reinen Mathematik, auf "höhere Ebenen" zu begeben. Denn es ist nicht so, das die Mathematik ohne eine physikalische Theorie zu einer tragbaren Realitätssicht führt. Auch hier wird sich wieder auf Einstein bezogen, dessen "geschlossene Vorgaben", dem Mathematiker Penrose einen starken Anreiz gaben sein Weltbild zu erweitern.

„Computer können gut rechnen...
Roger Penrose begann seine Karriere als reiner Mathematiker, wandte sich aber nach der Doktorarbeit der Physik zu. „Ich hörte Diracs Vorlesungen über Quantentheorie“, erinnert er sich, „aber mathematisch gab es da so viele lose Enden - die Relativitätstheorie mit ihrer mathematischen Geschlossenheit schien mir attraktiver.

Nun hat natürlich ein Penrose auch seine Ideen und sich schliesslich den Asymmetrien der Zeit gewidmet.

„Da gibt es einen Zusammenhang“
Etwas, das nach Penrose' Ansicht sowohl die Quanten- als auch die Relativitätstheorie über Bord werfen müßte, ist die Zeit-Symmetrie, also der Umstand, daß ihre Gleichungen unabhängig davon sind, ob die Zeit vorwärts oder rückwärts läuft. Diese Symmetrie fehlt genau dort, wo beide Theorien an ihre Grenzen stoßen: „ZeitAsymmetrien in den Singularitäten zeigen uns, daß die Quantengravitation nicht zeitsymmetrisch sein kann. Wo sehen wir diese Asymmetrie sonst?
Im Meßprozeß.
Da gibt es einen Zusammenhang!“
Doch den sehen längst nicht alle. Physiker, die durch die Quantentheorie sozialisiert sind, neigen heute eher zu der Auffassung, daß die Welt letztlich doch nur aus Zuständen besteht, die ausschließlich deterministischen und zeitsymmetrischen Gesetzen gehorchen. Für sie ist das Meßphänomen nur eine Folge sogenannter „Dekohärenz“, das heißt der Wechselwirkung des betrachteten Zustandes mit den vielen Zuständen, die zusammen das makroskopische Meßgerät bilden.

Wie wir sehen bringt Penrose, der Physiker, zumindest einen Ansatz ein, der versucht ein als "deterministisch vermutetes Weltbild" ins Wanken zu bringen. Das macht er aber nicht auf Grund eines Zufalles, sondern nach reiflicher Überlegung zu Z-Asymmetrien. Auch Wilczek eine weitere Grösse, gerade wieder selbst auf der Suche nach "Z-A", ist kein reiner Mathematiker, sondern Prof. Physik. Aus diesen und ähnlichen Gründen sehe ich die "Symbiose" beider Fachbereiche als unabdingbar, und glaube nicht (wie empfunden von Dir suggeriert zu bekommen "kritiklos"), das eine apriori Mathematik basierte Behandlung ausreichend wäre, oder alleinig dazu führe die "Realität" erfassen zu können. Im Gegenteil scheint das Prinzip nur Konsistent wenn schliesslich der nachdenkliche Physiker Einzug hält. Und wie sich zeigt waren und sind alle diese genannten Physiker von Einstein physikalischer Weltsicht inspiriert worden, die die Mathematik um nötige "Intuitionen" erweitert hat.

Seit die Mathematiker über die Relativitätstheorie hergefallen sind, verstehe ich sie selbst nicht mehr.

A.E.

Selbst der große Minkowski (Mathelehrer Einsteins), der später für den mathematischen Ausbau Einsteins Relativitäts-theorie den wichtigsten Beitrag erbringen sollte, hat von dem jungen Physiker bedeutende Leistungen nicht erwartet.

Minkowski war von Einsteins Leistungen in Mathematik nicht besonders angetan.

Dem ist "eigentlich" nichts hinzuzufügen.

Herzliche Grüsse

Guten Morgen @Z.

Z. schrieb:Hier bitte um kurze Erläuterung/Erklärung. Danke.

Im Grunde genommen hast du Dir die Antwort selber gegeben:

Z. schrieb:Auch unter der Annahme einer fundamentalen Zufälligkeit der Natur würden statt einer bestimmten Zukunft und Vergangenheit eben die Wahrscheinlichkeiten für verschiedene mögliche Zukünfte und Vergangenheiten durch die Naturgesetze exakt bestimmt, d. h. determiniert.

Rein formal ist das natürlich ein deterministischer Vorgang, von physikalischen Standpunkt aus tendiere ich dazu, dies jedoch nicht so zu sehen.

Dann muss auch betrachtet werden, dass Formeln wie F = ma statistische Aussagen sind, da man nur abzählbar viele Experimente durchführen kann, um ihre Wahrheit zu belegen.

Was heisst sauber, "sauber" könnte nur die "Vollständige Kenntnis" über jeglichen Vorgang in der Natur, walten, schalten und berechnen. Das diese "noch nicht" gegeben ist, hat weder etwas damit zutun das Physiker etwaig Mathematikern in ihrer Realitätssicht unterlegen wären, noch das Physikern unbekannt sein soll, das die Quantenmechanik apriori eine Theorie ist, die versucht die Vorgänge in der Natur, nachvollziehbar zu erfassen. Und dabei ist wohl so gut wie allen Beteiligten klar, das deren Formalismus, noch nicht der "Wahre Jacob" sein kann/muss.

Nein, "sauber" ist im Sinne von "mathematisch streng" zu sehen. Gerade hier weißt die Quantenmechanik jedoch durchaus noch Defizite auf, ein axiomatischer Aufbau der QM ist bis heute nicht gelungen. Jeder Satz der Quantenmechanik muss bewiesen werden (Dies heißt nicht, dass der Satz dann auch tatsächlich physikalisch korrekt ist, sondern dass die mathematische Konsistenz gewährleistet ist), ist momentan so nicht vollständig gegeben.

Z. schrieb:Wie gesagt, die gute alte Tradition Einsteins Gedanken fortzuführen, findet auch bei den Grössen der Physik, nach wie vor Anklang und Umsetzung. Auch Penrose, sah Einstein einst als Anlass sich von der reinen Mathematik, auf "höhere Ebenen" zu begeben. Denn es ist nicht so, das die Mathematik ohne eine physikalische Theorie zu einer tragbaren Realitätssicht führt. Auch hier wird sich wieder auf Einstein bezogen, dessen "geschlossene Vorgaben", dem Mathematiker Penrose einen starken Anreiz gaben sein Weltbild zu erweitern.

Ich habe ja auch nie behauptet, dass das Universum rein mathematisch formulieren kann, ohne physikalische Messungen durchzuführen. Ich kann mathematisch endlos viele "Universen" basteln, mit allerlei mir beliebigen Eigenschaften...
Jede physikalische Theorie ist eine Idealisierung, ein Modell der Wirklichkeit. Sicherlich kann es sein, dass das Modell bei einigen Dingen voll ins Schwarze trifft, d.h. tatsächlich die Wirklichkeit beschreibt, jedoch kann man das nie beweisen.

mathematiker schrieb:Ich kann mathematisch endlos viele "Universen" basteln,

Multiversum auch eine schöne Idee.



"Deutsch schlug vor, die Struktur des "Multiversums" mittels der Quanteninformation zu erklären, in Analogie zu den unendlich vielen Möglichkeiten innerhalb der allgemeinen Relativitätstheorie, die Raumzeit auf Hyperflächen zu beziehen, wobei Deutsch beide Ansätze als Grenzfälle einer noch zu entwickelnden Theorie verstehen möchte, welche dann die Struktur des Multiversums unter Bedingungen der Quantengravitation beschriebe."

@mathematiker
Danke für die aufschlussreiche Antwort.
Alles gute fürs Studium und danach...

@fritzchen1

fritzchen1 schrieb:Multiversum auch eine schöne Idee.



"Deutsch schlug vor, die Struktur des "Multiversums" mittels der Quanteninformation zu erklären, in Analogie zu den unendlich vielen Möglichkeiten innerhalb der allgemeinen Relativitätstheorie, die Raumzeit auf Hyperflächen zu beziehen, wobei Deutsch beide Ansätze als Grenzfälle einer noch zu entwickelnden Theorie verstehen möchte, welche dann die Struktur des Multiversums unter Bedingungen der Quantengravitation beschriebe."

Leider werden wir nie erfahren, ob es Universen mit gänzlich anderen Naturgesetzen oder Naturkonstanten gibt. Vom logischem Standpunkt aus könnte maximal ermittelt werden, ob es weitere Universen gibt, mit exakt den selben Naturgesetzen und Naturkonstanten. Diese wären zu unserem Universum "kompatibel", eine Theorie der höheren Physik prognostiziert, (neben vielen anderen Dingen...) , dass dies mittels einer Energiedifferenz bei Kollisionen an leistungsstarken Teilchenbeschleunigern festgestellt werden kann.

@mathematiker
Erklär mir als Laien bitte mal wie du den Determinismus widerlegen willst. Bitte Fachsprache lassen, davon verstehe ich zum Teil garnix. ^^

@mathematiker

mathematiker schrieb:da man nur abzählbar viele Experimente durchführen kann, um ihre Wahrheit zu belegen.

Wer will die Wahrheit physikalischer Axiome denn belegen? Die Fundamente der Physik sind empirisch abgesichert. Darauf aufbauende Modelle werden so lange verwendet, wie sie die gemessene Realität zufriedenstellend beschreiben oder sich so erweitern lassen, dass Übereinstimmung gewährleistet ist. Wissenschaftlicher Fortschritt wird nun nicht dadurch generiert, dass ein Modell wie auch immer "belegt wird", sondern durch das Finden von experimentellen (oder auch theoretischen) Widersprüchen.

mathematiker schrieb:Leider werden wir nie erfahren, ob es Universen mit gänzlich anderen Naturgesetzen oder Naturkonstanten gibt. Vom logischem Standpunkt aus könnte maximal ermittelt werden, ob es weitere Universen gibt, mit exakt den selben Naturgesetzen und Naturkonstanten.

Da geht er auch noch mal kurz auf die Falsifikation ein.

https://www.youtube.com/watch?v=-jpsCtaGEpE (Video: Alpha Centauri Was ist ein Paralleluniversum Teil 1 )

Hat sich Heisenberg nicht zum Objektiven Zufall zu Wort gemeldet?

Werner Heisenberg Unschärferelation

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@fritzchen1

fritzchen1 schrieb:Hat sich Heisenberg nicht zum Objektiven Zufall zu Wort gemeldet?

Fritzelchen, das klingt ja als ob einer nach der Vorstellung eines Starwarsteils fragt, wer hat den jetzt gewonnen, oder das Kind, nachdem alle Erwachsenen der einen Spezies, mit Delphinen der anderen Spezies eine aussergewöhnliche Erfahrung auf See gemacht haben, fragt, kann man die Essen? ;)

Musst du den immer so Lernresitent sein? Bei Heisenberg ist bei der Beobachtung schluss mit Lustig.
Selbst der gute Werner hätte keinen Zufall vermutet, wenn sich 2 Freunde, aus irgendwelchen Gründen 30 Jahre später irgendwo im Kaukasus wieder-getroffen hätten, ohne das geplant zu haben.

Wie auch immer und, auch Lesch ist nicht immer der beste Tip ;)
NG Z.

Z. schrieb:Musst du den immer so Lernresitent sein? Bei Heisenberg ist bei der Beobachtung schluss mit Lustig.

Gut dann kommen wir noch mal auf die buddhistischen Lehre zu sprechen. :)



„Anders als in der dort vorgestellten buddhistischen Lehre gibt es in der Quantenphysik zum Beispiel den echten Zufall“, erzählt Schnabel. Dass Dinge völlig ohne Grund passieren können, ist nur eine der Eigenheiten der Quantenwelt. Noch merkwürdiger mutet das Phänomen an, das der Wiener Quantenphysiker Erwin Schrödinger in den 1930er-Jahren Verschränkung taufte. Danach können zwei Teilchen ein Quantenobjekt formen, selbst wenn sie weit voneinander entfernt sind.

Hinzu kommt, dass in der Quantenwelt jede Messung das gemessene Objekt verändert.

http://www.mpg.de/293764/Spiegel_in_Verschraenkung?print=yes

@fritzchen1
Grüss Dich :)

Schnabel misst den echten Zufall, der sich dann als exakte Reihenfolge von exakt identischen Zahlen herausstellt. :) ER wirft also einen Stein ins Wasser* und sieht danach gleich hohe Wellenberge**--> mit gleichen Abständen --> in unterschiedliche Richtung** entweichen und nennt die Wellen dann Zufall***.

Wie erwartet sehen sie eine Reihe zufällig gefallener Zahlen*. Doch als sie beide Notizen nebeneinanderlegen, entdecken sie etwas Verblüffendes: Beide Zahlenkolonnen sind identisch**! Offenbar haben beide Quantenwürfel zwar Zufallszahlen*** produziert, aber in exakt gleicher Reihenfolge**.

Wenn er "danach" ad hoc, das Wasser aus dem See fliessen lässt, in dem er den grossen Stöpsel***** zieht, und dabei alle Wellenfunktionen verschwinden, nennt er es Dekohärenz...

Die Quantentheorie hält sich auf höchst merkwürdige Weise an die Verkehrsregeln der Relativitätstheorie. Sie unterbindet nämlich jeglichen Verschränkungschat mit Überlichtgeschwindigkeit, indem sie den Zufall – gewissermaßen als Störsender***** – ......einbaut......

Ja ja die Methode.
Selbst Tensor spricht uns hier von.....

mathematiker schrieb: was zweifelsfrei den Determinismus annulliert, jedoch nicht die Kausalität.

und nach darauf folgender Ansprache, von...

mathematiker schrieb:Rein formal ist das natürlich ein deterministischer Vorgang, von physikalischen Standpunkt aus tendiere ich dazu, dies jedoch nicht so zu sehen.

Ich denke Hawking formuliert hier am schlüssigsten... wie gesagt.

Z. schrieb:Auch unter der Annahme einer fundamentalen Zufälligkeit der Natur würden statt einer bestimmten Zukunft und Vergangenheit eben die Wahrscheinlichkeiten für verschiedene mögliche Zukünfte und Vergangenheiten durch die Naturgesetze exakt bestimmt, d. h. determiniert.

Was nichts damit zu tun hat, dass das Wissen um diese Gesetze vollständig erklären könnte, warum Schnabel ständig Steine ins Wasser wirft, nur damit, das er exakt durch diese Gesetze, die Freiheiten erhält dies so zu tun. Im Rahmen dieser Gesetze. Echter Zufall, sollte dieser unabhängig dieser Gesetze existieren, würde diese aushebeln, es sei denn die Gesetze bestimmen den Zufall. Dürr neigte folgend dazu, in solchen Fällen, von "Wirks" sprechen. ;)

Ich habe seit Jahren, auch Zeilinger Lektüren, verstärkt den Eindruck das da gerne sehr Philosophisch in der Öffentlichkeit erklärt wird, gerade im Fachbereich der Quantenverschränkung. "Ich" versuche also das "absolut neue Weltbild" das da transportiert werden solle, mit sehr klassisch verhafteten Ansichten, die noch weit vor Einstein zu verorten sind, zu artikulieren.

Das ist auch vollkommen in Ordnung und scheint notwendig, immerhin will/muss zB. Zeilinger, ja Forschungsgelder "an Land ziehen", also zieht er am philosophischen Stöpsel, (zB. 80 Mio. € für sein neues Vorschungsprojekt) um Dekohärenz in den Entscheidergehirnen zu verursachen. Hat zudem auch beim Nachwuchs mit seinen Darstellungen, grosses Interesse geweckt. Genau das macht einen gestandenen Wissenschaftler, neben seiner Forschungstätigkeit aus. Die möglichst allgemein nachvollziehbar verständliche Vermittlung derer Resultate und Vorgehensweise.

Auch Ok, den die Philosophie spricht viele an, wenn auch nicht so bewusst wie es sein könnte. Wäre man zu Abstrakt müsste man eventuell wie Einstein, Jahrzehnte auf "Anerkennung" warten, ohne nun überhaupt an Begriffe wie "Verständnis" zu denken, bei solch komplexen Hintergrund.
In unserer "schnellen Zeit" undenkbar. Wie auch immer.

Zum Schluss noch kann man sich folgende Bemerkungen, aus dem von Dir verlinkten, mal duch den Kopf gehen lassen.

Vor allem Albert Einstein wollte die vermeintlichen Schwächen messerscharf sezieren.

Angesichts solcher Merkwürdigkeiten kritisierte Albert Einstein, dass das so sei, als gäbe es eine „geisterhafte Fernwirkung“. „Die gibt es natürlich nicht, dieses Bild wäre physikalisch komplett falsch“, betont Roman Schnabel.

Die Quantentheorie hält sich auf höchst merkwürdige Weise an die Verkehrsregeln der Relativitätstheorie.

Ach ja... :)
Lieben Gruss