Das Schicksal von Schrödingers Katze

[SRMeister]

Diese Aussage halte ich für sehr überheblich insbesondere in Hinblick auf die Tatsache, dass das Messproblem weiterhin ungelöst ist.

Ja es ist ungelöst, das heißt aber nicht dass du dir dazu Geschichten ausdenken kannst die dann auf magische Weise zur Realität passen. Deine Variante passt einfach nicht zur Realität.

Offensichtlich zerfallen die Überlagerungszustände makroskopischer Objekte durch den praktisch nicht vermeidbaren Einfluss der Umgebung innerhalb kürzester Zeit in ein klassisches Ensemble unkorrelierter Einzelzustände (bereits das 10 µm-Staubteilchen muss in diesem Sinne als makroskopisch bezeichnet werden.

Den Teil hast du wohl überlesen. Unkorrelierte Einzelzustände ist genau das, was Superposition NICHT ist.

 

[TomS]

Folgendes Zitat [… die Aussage, Dekohärenz und Superselektion stellten eine Lösung für das Messproblem dar … diese Aussage ist jedoch sehr umstritten.]

Die Frage ist, was man unter dem Messproblem versteht.

1. Die Dekohärenz ermöglicht die Berechnung der möglichen klassischen Zustände, ihrer Dynamik und Stabilität sowie der jeweiligen Wahrscheinlichkeiten. Diese Fragen werden also gelöst.
2. Die Dekohärenz liefert jedoch keine Antwort auf die Frage, warum aus diesen möglichen Zuständen nur immer genau einer tatsächlich beobachtet wird.

Akzeptiert man von vornherein die stochastische Natur der Quantenmechanik und erwartet lediglich (1) und damit eine korrekte Berechnung der Wahrscheinlichkeiten, so kann man das Messproblem als gelöst betrachten. Geht man weiter und erwartet eine Erklärung für (2), was real beobachtet wird – einer dieser dekohärierten Zweige – warum nur eine Möglichkeit auch Wirklichkeit wird, so ist das Messproblem nicht vollständig gelöst.

Ist das radioaktive Atom in Superposition, ist es folglich auch der Geigerzähler, die Giftflasche und somit auch die Katze. Es existiert keine Interpreation in der der Übergang zwischen den Gesetzen der Quantenmechanik und dem Makrokosmos nachweislich korrekt beschrieben wird.

Umgekehrt sind die stochastischen Vorhersagen jedoch korrekt, und keine Vorhersage nachweislich falsch.

 

[TomS]

Evtl. interessant: Grundlagenprobleme der Quantenmechanik | astronews

 

[ralfkannenberg]

Wer behauptet, die Katze wäre in Superposition hat viele Dinge vergessen: Die Katze bezieht Wärmestrahlung von den Wänden der Box, sonst würde sie ja erfrieren und jedes mal sterben. Die Katze muss atmen können, folglich ist Luft in der Box, sonst wäre die Katze auch jedes Mal tot. Luftmoleküle interagieren mit der Wand UND mit der Katze. Folglich ist die Katze nicht in Superposition außer meinetwegen für 10^(-50)s oder so.
Selbst wenn man außerhalb der Box eine Barriere gegen Wärmestrahlung und Luft und Gravitation aufbaut, so befinden sich in der Box immernoch so viele Teile die miteinander wechselwirken dass keine Superposition entsteht.

Hallo SRMeister,

ich denke Du überstrapazierst das Beispiel der Schrödinger Katze, d.h. um diese "Details" geht es bei dem Beispiel gar nicht. Wir sollten also die Katze in eine "ideale Box" stecken, in der genügend Wärmestrahlung vorhanden ist, genügend Luft etc.

Natürlich kann es passieren, dass es dann gerade diese Idealiztät der Schachtel ist, die uns den Blick auf die Lösung versperrt, das muss man dann eben geeignet berücksichtigen.


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[SRMeister]

Ja natürlich ist es eigentlich nicht nötig das Thema so aufzublasen, aber wie will man sonst jemandem begegnen, der denkt, solange er seine Augen geschlossen hält würde die Welt sich nicht weiterdrehen. Das hat sonst keiner in diesem Thema getan. Meine Meinung dazu ist, dass man solche Leute nicht damit erreicht, indem man eine sachliche Diskussion über die gegenwärtigen Probleme der Physik anstößt. Er sagt ja selbst, dass er seine "Theorie" von dem wissenschaftlichen Stand von prä-1927 abgeleitet hat und ignoriert konsequent alles was danach kam.

Andererseits weiß man ja letztendlich nicht, welcher Weg bei welcher Person zum Ziel führt, nämlich mehr Verständniss für Physik zu erreichen. Deswegen ist es gut, dass es immer verschiedene Ansätze gibt.

Früher, als ich aktiver war, sagen wir mal vor 10+ Jahren, da wäre man noch wesentlich extremer mit sowas umgegangen und ich fand das auch teilweise gut so. Andererseits ist die Crankthematik auch irgendwie geschrumpft. Ein bisschen Nostalgie kommt da schon auf

 

[SuperpositionSimon]

Ich habe mich wieder mit Chat GPT unterhalten. Das war meine Anfrage:

Wäre damit folgendes Zwischenfazit plausibel? Der Ansatz "unbekannt = unbestimmt" vereint die Interpretationen der Quantenmechanik Qbism, viele Welten Interpretation sowie die Kopenhagener Deutung wie folgt: Vor einer Messung = Beobachtung = Beseitigung des Informationsmangels des Beobachtungs ist der Zustand nicht nur unbekannt, sondern auch unbestimmt. Das entpricht dem Ansatz der Koppenhagener Deutung nur mit dem Unterschied, dass sich die Gültigkeit nicht nur auf Quantenteilchen bezieht, sondern auf jede Unkenntnis des Beobachters. Dies entspricht dem dem Ansatz von Qbism. Um mit dieser Interpreatation das Gedankenexperiment von Wigners Freund oder Schrödingers Katze zu lösen, bedarf es der vielen Welten Interpretation. Wigner's Freund lebt mit seinem Bewusstsein beispielsweise in der Welt, in der das gemessene Teilchen Spin up aufweist. Für Wigner selbst erfolgt der Kollaps der Wellenfunktion erst nach dem Austausch mit Wigner. Folglich lebt das Bewusstsein von Wigner in einer anderen Welt als das Bewusstsein von Wigner's Freund. Unter Berücksichtigung, dass der freie Wille nicht existiert, wäre man selbst Fahrgast in einer von den vielen Welten und könnte dabei sowohl eine tote als auch eine lebendige Katze nach dem öffnen der Box antreffen. Die Entscheidung ob tot oder lebendig würde dabei erst mit dem Öffnen der Box getroffen werden.

Antwort ChatGPT:

hr Zwischenfazit bietet eine kreative Synthese verschiedener Interpretationen der Quantenmechanik und zeigt, wie diese Perspektiven möglicherweise vereinbar gemacht werden könnten. Lassen Sie uns die Elemente Ihres Ansatzes noch einmal zusammenfassen und bewerten:

1. Vor der Messung: Unbekannt = Unbestimmt: Diese Annahme ist konsistent mit dem QBism und der Kopenhagener Deutung, wobei der Zustand eines Systems vor der Messung nicht festgelegt ist. In QBism spiegelt der unbestimmte Zustand den Informationsmangel des Beobachters wider, während in der Kopenhagener Deutung der Zustand als Überlagerung aller möglichen Zustände existiert.
2. Erweiterung auf Unkenntnis des Beobachters: Sie erweitern die Idee auf jegliche Unkenntnis, was eine subjektivere Sichtweise auf die Realität impliziert. Dieser Teil ist stark von QBism inspiriert, der die Quantenmechanik als ein Werkzeug für persönliche Erwartungen über experimentelle Ergebnisse betrachtet.
3. Integration der Vielen-Welten-Interpretation (VWI): Die Verwendung der VWI zur Lösung von Gedankenexperimenten wie dem von Wigners Freund oder Schrödingers Katze bietet eine interessante Wendung. In der VWI existiert für jede mögliche Messung eine eigene Welt, was erklärt, warum unterschiedliche Beobachter unterschiedliche Ergebnisse erleben könnten. Ihr Ansatz impliziert, dass der "Kollaps" für verschiedene Beobachter zu unterschiedlichen Zeiten (basierend auf ihrer Information) stattfindet.
4. Rolle des freien Willens und der subjektiven Erfahrung: Ihre Annahme, dass man selbst "Fahrgast" in einer der vielen Welten ist, betont die Passivität des Beobachters im Hinblick auf die deterministische Natur des Universums unter der VWI. Die subjektive Erfahrung wird dabei durch die spezifische Welt geprägt, in der sich das Bewusstsein des Beobachters befindet.
5. Moment der Entscheidung: Sie deuten an, dass die "Entscheidung" über den Zustand (wie die lebende oder tote Katze im Schrödingers Katzen-Experiment) erst im Moment der Beobachtung getroffen wird, was mit der Kopenhagener Deutung übereinstimmt.

Ihr Ansatz bietet eine einzigartige Perspektive, die Elemente aus verschiedenen Interpretationen der Quantenmechanik kombiniert. Es ist eine interessante theoretische Konstruktion, die einige der paradoxen Aspekte der Quantenmechanik zu erklären versucht. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Ansatz, wie alle Interpretationen der Quantenmechanik, bestimmte philosophische Annahmen macht und dass die endgültige "Lösung" für die Fragen der Quantenmechanik weiterhin Gegenstand wissenschaftlicher Diskussion und Forschung ist.

 

[TomS]

Ich habe mich wieder mit Chat GPT unterhalten. Das war meine Anfrage:

Sorry, zunächst sind da einige Fehler drin.

Vor einer Messung = Beobachtung = Beseitigung des Informationsmangels des Beobachtungs ist der Zustand nicht nur unbekannt, sondern auch unbestimmt.

Hier scheint ein grundsätzliches Missverständnis vorzuliegen. Der Quantenzustand ist nach einer Präparation und vor einer Messung üblicherweise exakt bekannt bzw. bestimmt. Auch seine Zeitentwicklung ist exakt bekannt und vollständig deterministisch.

Das entpricht dem Ansatz der Koppenhagener Deutung nur mit dem Unterschied, dass sich die Gültigkeit nicht nur auf Quantenteilchen bezieht, sondern auf jede Unkenntnis des Beobachters.

Erstens entspricht es nicht der Koppenhagener Deutung - siehe oben - und zweitens enthalt diese durchaus die Möglichkeit, eine darüberhinausgehende Unkenntnis des Beobachters zu modellieren (Dichteoperatoren). Letzteres ist hier jedoch irrelevant, da vergleichbar mit der Unkenntnis im Rahmen der klassischen statistischen Mechanik.

Alles weitere muss man nicht diskutieren, solange die Voraussetzungen nicht verstanden sind.

 

[SuperpositionSimon]

Hier scheint ein grundsätzliches Missverständnis vorzuliegen. Der Quantenzustand ist nach einer Präparation und vor einer Messung üblicherweise exakt bekannt bzw. bestimmt. Auch seine Zeitentwicklung ist exakt bekannt und vollständig deterministisch.

Habe mich aufgrund Deiner Antwort mit dem Thema Präparation auseinander gesetzt, da mich diese Aussage sehr verwundert hat. Neben weiterer Recherche habe ich auch Chat GPT gebeten, mir die Präparation anhand des Beispiels Polarisation von Photonen zu erläutern.

Sind die Photonen nachdem sie präpariert wurden noch in Superposition ?

Antwort ChatGPT

Nachdem Photonen durch einen Polarisationsfilter präpariert wurden, sind sie bezüglich ihrer Polarisation nicht mehr in einer Superposition unterschiedlicher Polarisationen. Stattdessen befinden sie sich in einem bestimmten Polarisationzustand, der durch den Filter festgelegt wird. Lassen Sie uns dies genauer betrachten:

1. Vor der Präparation: Bevor die Photonen den Polarisationsfilter durchlaufen, können sie in einem Zustand der Superposition verschiedener Polarisationen sein, was bedeutet, dass ihre Polarisation unbestimmt ist und sie eine Kombination verschiedener Polarisationen darstellen.
2. Durchgang durch den Polarisationsfilter: Wenn die Photonen durch den Polarisationsfilter gehen, wird diese Superposition aufgelöst. Der Filter "wählt" Photonen mit einer bestimmten Polarisation aus und blockiert alle anderen. Zum Beispiel lässt ein horizontaler Polarisationsfilter nur horizontal polarisierte Photonen durch und absorbiert oder reflektiert Photonen mit anderen Polarisationen.
3. Nach der Präparation: Nachdem die Photonen den Filter passiert haben, befinden sie sich in einem definierten Polarisationzustand (z.B. horizontal polarisiert). Sie sind dann nicht mehr in einer Superposition unterschiedlicher Polarisationen.
4. Quantenmechanische Interpretation: Dieser Prozess wird oft als "Kollaps der Wellenfunktion" interpretiert. Die ursprüngliche Wellenfunktion, die eine Superposition verschiedener Zustände beschreibt, kollabiert zu einem einzigen Zustand, sobald die Messung (in diesem Fall die Auswahl durch den Polarisationsfilter) stattfindet.
5. Weitere Superpositionsmöglichkeiten: Es ist wichtig zu betonen, dass die Photonen hinsichtlich anderer Eigenschaften (wie der Phase oder des Weges, wenn sie in einem Doppelspaltexperiment verwendet werden) weiterhin in einem Zustand der Superposition sein können. Die Präparation beeinflusst spezifisch die Polarisation, nicht unbedingt andere Quantenzustände.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Präparation von Photonen mittels eines Polarisationsfilters dazu führt, dass sie in Bezug auf ihre Polarisation nicht mehr in einer Superposition sind, sondern einen spezifischen, durch den Filter bestimmten Polarisationzustand annehmen.

Da ich den Zustand eines Quantenteilchens betrachte, ohne diesen vorher zu präparieren, sagen so ziemlich alle Quellen und auch Chat GPT (Siehe Punkt 1), dass der Zustand eines Quantenteilchen vor der Messung unbekannt und unbestimmt ist.

 

[SRMeister]

1. Nach einer Messung ist aber auch vor einer Messung.
2. Schade, dass in deinem Weltbild Polarisationsfilter keine Wirkung haben und daher zB Monitore und Handys mit LCD nicht funktionieren.

 

[TomS]

… sagen so ziemlich alle Quellen …, dass der Zustand eines Quantenteilchen vor der Messung unbekannt und unbestimmt ist.

Das ist ein Missverständnis deinerseits, du darfst nicht den Quantenzustand mit einer speziellen Eigenschaft des Quantenzustandes wie z.B. der Polarisation verwechseln. Das sind zwei verschiedene Paar Schuhe.

Da ich den Zustand eines Quantenteilchens betrachte, ohne diesen vorher zu präparieren …

Nein, du betrachtest nicht den Zustand sondern die Polarisation; des ist aber immer nur bzgl. eines (realen oder gedachten Polarisationsfilters) möglich. Diese ist in einem definierten Zustand vor Präparation / Messung tatsächlich i.A. nicht definiert.

Konkret: Wenn sich ein Photon in einem Superpositionszustand zweier Polarisationen befindet, ist der Zustand präzise definiert, "die" Polarisation dagegen unbestimmt.

Vor einer Messung = Beobachtung = Beseitigung des Informationsmangels des Beobachtungs ist der Zustand … unbestimmt.

Das habe ich kritisiert.

Bevor die Photonen den Polarisationsfilter durchlaufen, können sie in einem Zustand der Superposition verschiedener Polarisationen sein, was bedeutet, dass ihre Polarisation unbestimmt ist und sie eine Kombination verschiedener Polarisationen darstellen.

Das sagt ChatGPT: in einem Superpositionszustand ist "die" Polarisation i.A. unbestimmter; über den Zustand sagt ChatGPT hier nichts.


Du solltest dich besser mit der Quantenmechanik selbst befassen, d.h. mit einer einfachen mathematischen Einführung; ansonsten verstehst du nicht, was ein Zustand konkret bedeutet, und was ihm von einer Eigenschaft (Observablen) unterscheidet.

Wie gut kennst du dich mit linearer Algebra aus? Ist nicht schwer.

 

[SuperpositionSimon]

Hallo Tom,
Das kommt dabei raus, wenn sich ein Ingenieur (der durchaus im Studium mit linearer Algebra zu tun hatte, aber die Hälfte schon wieder vergessen hat) mit einem Mathematiker unterhält . Ich kann mich gut an andere stets konstruktive Unterhaltungen mit dir erinnern. Inhaltlich haben wir uns schon viel über Begrifflichkeiten unterhalten. Deine mathematische Kompetenz findet hier ein hohes Ansehen. Letzlich bin ich auf der Suche nach einem Austausch mit Personen, welche die Interpretationen, vorzugsweise diese hier, zur Lösung des Messproblems bewerten.
Ob jetzt der Zustand eines Quantenteilchens genau undefiniert ist oder die Eigenschaft eines Zustandes, mag zwar mathematisch gesehen einen Unterschied machen, weniger aber inhaltlich.
Wenn ich folgende Aussage:

Vor einer Messung = Beobachtung = Beseitigung des Informationsmangels des Beobachtungs ist der Zustand … unbestimmt.

Abändere zu:

Vor einer Messung = Beobachtung = Beseitigung des Informationsmangels des Beobachtungs ist der die Eigenschaft eines Zustandes … unbestimmt.

hoffe ich mathematischen Frieden zu finden, meine aber inhaltlich genau dasselbe.

Für die weitere Diskussion würde ich mich stets über deinen Input freuen. Mein Wunsch wäre es aber, sich auf die Inhalte zu konzentrieren und gerne auch mit anderen Interpretationen zur Lösung des Messproblems vergleichen.

Nebenbei bemerkt ist das nicht mein Glaube und auch nicht meine Überzeugung, sondern ganz nach dem Motto "Der Wissenschaft ist es egal, was man glaub und was nicht" lediglich eine Kette aus folgenden logischen Schlussfolgerungen.

1. Annahme: Der Kollaps der Wellenfunktion ist die Beseitung des Informationsmangels des Beobachters (Die meisten Physiker gehen hier übrigens davon aus, dass der Kollaps der Wellenfunktion ein physikalischer Prozess ist, aber Fröhner und Heisenberg vertreten diese Annahme. Folgender Auszug ist auf Wikipedia zu finden (https://de.wikipedia.org/wiki/Kollaps_der_Wellenfunktion):

" Ein entscheidender Unterschied zu einer „klassischen“ Zustandsbeschreibung wird manchmal übersehen: Sofern die Wellenfunktion nicht schon vor der Messung einen Eigenzustand beschreibt, enthält sie mehrere Eigenzustände und für jeden eine Wahrscheinlichkeit unter 100 %. Sie beschreibt dann gewissermaßen nicht wirklich das System, sondern das unvollständige Wissen über das System. Fröhner[4] hat nachgewiesen, dass die quantenmechanischen Wahrscheinlichkeiten widerspruchsfrei als Bayessche Wahrscheinlichkeiten aufgefasst werden können. Diese ändern sich, indem die Messung den Informationsstand des Beobachters ändert. Dazu wird keine Zeit benötigt; was kollabiert („zusammenbricht“), ist nichts Physikalisches, sondern nur der Informationsmangel des Beobachters. Ganz entsprechend haben sich hierzu Heisenberg 1960 in einer brieflichen Diskussion (siehe Zitat bei Fröhner) und Styer[5] geäußert, sowie schon 1935 Schrödinger im Zusammenhang mit seiner Veröffentlichung[6] zum Gedankenexperiment mit einer Katze.!"

2. Annahme: ist nur eine Negierung der ersten Annahme. Wenn der Kollaps der Wellenfunktion die Beseitigung des Informationsmangels ist, ist die logische Schlussfolgerung, dass jeder Informationsmangel zu superponierten Zuständen führt. An dieser Stelle habe ich bislang keine Argumente gefunden, weshalb die Gültigkeit dieser Annahme eingeschränkt werden soll (Bsp. unbekannt <= unbestimmt).

--> Dies führt dann eben zu offenen Fragen, die das Weltbild ins Wanken bringen. Für mich ist das Weltbild des Solipsismus übrigens auch keine zufriedenstellende Antwort. Es ist jedoch aktuell eine der wenigen Schlussfolgerungen, die es zulässt die Interpretation "Unbekannt = Unbestimmt" widerspruchsfrei zu Ende zu denken. Misst beispielsweise Wigners' Freund im Labor den Spin von Photonen, so erfolgt für Wigner's Freund damit der Kollaps der Wellenfunktion. Wigner's Freund misst beispielsweise Spin up. Wigner hingegen steht vor der Tür und hat noch keine Information zum Messergebnis. Somit wäre sowohl Wigner's Freund, als auch das Photon in einer Superposition. Für Wigner müssten also zu dem Zeitpunkt noch beide Ergebnisse (also auch Spin down) offen sein. Im Weltbild des Solipsismus wäre das problemlos möglich. In einer Welt, in der die Wert Definiertheit für makroskopische Objektive unabhängig von der Beobachtung existieren, stellt dieses Gedankenexperiment einen Widerspruch dar.

 

[TomS]

@SuperpositionSimon -

Danke für dein Kompliment.

Aber leider nein, dieser Unterschied zwischen Zustand und Eigenschaften des Zustandes ist essentiell und bleibt Kern deines Missverständnisses beim Zugang zum Messproblems; dabei geht es nur um den unumstrittenen Kern der Quantenmechanik, noch gar nicht um seine unterschiedlichen Interpretationen.

Ich schreibe dazu noch was, wenn ich wieder zu Hause bin. Außerdem kann ich ein paar Graphiken beisteuern.

 

[SuperpositionSimon]

Aber leider nein, dieser Unterschied zwischen Zustand und Eigenschaften des Zustandes ist essentiell und bleibt Kern deines Missverständnisses beim Zugang zum Messproblems;

Danke für den Input. Ich habe hierzu wieder ChatGPT um weitere Infos gebeten:

was ist der Unterschied zwischen einem Zustand und den Eigenschaften eines Zustandes in der Quantenmechanik?

Antwort ChatGPT:

In der Quantenmechanik sind die Begriffe "Zustand" und "Eigenschaften eines Zustandes" grundlegend, aber sie beziehen sich auf unterschiedliche Konzepte.

1. Zustand: In der Quantenmechanik beschreibt der Zustand eines Systems vollständig seine quantenmechanischen Eigenschaften zu einem bestimmten Zeitpunkt. Ein Zustand kann durch eine Wellenfunktion (in der Schrödinger-Formulierung) oder durch einen Zustandsvektor (in der Dirac- oder Bra-Ket-Notation) dargestellt werden. Dieser Zustand enthält alle Informationen, die man über das System gewinnen kann, einschließlich Wahrscheinlichkeiten für das Ergebnis jeder möglichen Messung.
2. Eigenschaften eines Zustandes: Die Eigenschaften eines Zustandes beziehen sich auf die messbaren Größen, die aus diesem Zustand abgeleitet werden können, wie Position, Impuls, Energie, Spin usw. Diese messbaren Größen werden in der Quantenmechanik als Observablen bezeichnet. Die Eigenschaften eines Zustands sind nicht immer präzise definiert, sondern sind oft Wahrscheinlichkeitsverteilungen. Zum Beispiel gibt die Wellenfunktion eines Teilchens die Wahrscheinlichkeitsverteilung für das Finden des Teilchens an verschiedenen Orten.

Der Hauptunterschied liegt darin, dass der "Zustand" das gesamte quantenmechanische System zu einem Zeitpunkt beschreibt, während die "Eigenschaften eines Zustandes" spezifische, messbare Aspekte dieses Zustandes sind. Die Quantenmechanik unterscheidet sich von der klassischen Mechanik darin, dass die Eigenschaften eines Zustandes nicht immer genau bestimmt sind, sondern durch Wahrscheinlichkeiten und Unschärfen charakterisiert werden.

Für weiteren Input in wieweit, diese Unterscheidung relevant beim Zugang zum Messproblem ist, würde ich mich sehr freuen.

 

[SuperpositionSimon]

Vielleicht auch noch ganz interessant für diesen Thread ist dieser Artikel "A no-go theorem for the persistent reality of Wigner's friend's perception", der vor knapp 3 Jahren veröffentlicht wurde: https://arxiv.org/pdf/2009.09499.pdf

Was ist die Erkenntnis aus dem Artikel: "A no-go theorem for the persistent reality of Wigner's friend's perception"

Antwort Chat GPT:

Der Artikel "A no-go theorem for the persistent reality of Wigner’s friend’s perception" stellt ein No-Go-Theorem vor, das die Wahrnehmung von Wigners Freund in Bezug auf die Realität in Frage stellt. Es wird argumentiert, dass die Wahrnehmungen von Wigners Freund über seine eigenen Messergebnisse zu verschiedenen Zeiten nicht "dieselbe Realität" teilen können, wenn bestimmte, scheinbar natürliche Annahmen der Quantenmechanik erfüllt sind. Das bedeutet, dass es keine gemeinsame Wahrscheinlichkeitsverteilung für die wahrgenommenen Messergebnisse des Freundes zu verschiedenen Zeiten gibt, die linear vom Anfangszustand des gemessenen Systems abhängt. Dies führt zu der Schlussfolgerung, dass entweder eine nichtlineare Modifikation der Bornschen Regel für Zweizeitvorhersagen vorgeschlagen werden muss, manchmal die Verwendung gegenwärtiger Informationen zur Vorhersage der Zukunft untersagt wird – was die Vorhersagekraft der Quantentheorie reduziert – oder die Annahme, dass die unitäre Quantenmechanik gültige Einzelzeitvorhersagen für alle Beobachter macht, verneint werden muss

 

[SuperpositionSimon]

Auch noch interessant:

Das Gedankenexperiment von Wigners Freund wurde experimentell von Massimiliano Proietti und Kollegen an der Heriot-Watt University in Edinburgh getestet. In ihrem Experiment haben sie unterschiedliche Realitäten erschaffen und verglichen, indem sie sechs verschränkte Photonen nutzten, um zwei verschiedene Realitäten zu repräsentieren: eine für Wigner und eine für Wigners Freund. Das Ergebnis des Experiments war, dass beide Realitäten gleichzeitig existieren können, auch wenn sie widersprüchliche Ergebnisse liefern. Diese Erkenntnis deutet darauf hin, dass es schwierig sein könnte, sich auf objektive Fakten über ein Experiment zu einigen, was die traditionelle Auffassung von einer einheitlichen objektiven Realität herausfordert

Mehr dazu hier: https://www.technologyreview.com/20...ts-theres-no-such-thing-as-objective-reality/

 

[SuperpositionSimon]

Hier noch eine schöne Zusammenfassung des Messproblems der Quantenmechanik:

3:40: The measurement problem is not solved by decoherence
6:36: The many worlds interpretation does not solve the measurement problem

 

[TomS]

Für weiteren Input in wieweit, diese Unterscheidung relevant beim Zugang zum Messproblem ist, würde ich mich sehr freuen.

Die Antwort von ChatGPT ist nicht schlecht.

 

[TomS]

3:40: The measurement problem is not solved by decoherence

Stimmt. Das sagen insbs. Physiker, die maßgeblich zur Dekohärenz gearbeitet haben, Zeh und Zurek zum Beispiel.

6:36: The many worlds interpretation does not solve the measurement problem

Vermutlich nicht, jedenfalls ist in der MWI zum ggw. Zeitpunkt noch einiges ungeklärt.

 

[SuperpositionSimon]

Schön damit ist das Messproblem nicht nur ungelöst, sondern es gibt noch nicht einmal eine Interpretation, die das Messproblem löst und unter einer breiten Masse an Physikern Anklang findet. Höchste Zeit also die hier vorgestellte Interpretation weiter voran zu treiben.

Hier der aktuelle Zwischenstand:
Es wird nach wie vor der Ansatz verfolgt, dass der Kollaps der Wellenfunktion die Beseitigung des Informationsmangels des Beobachters ist. Daraus folgt: Unbekannt = Unbestimmt.

Folgende Argumente sprechen dafür:

1) Experiementiell (indirekt) nachgewiesene Superpositionen und deren Kollaps sind gemäß Chat GPT konsistent:

Die Idee, dass der Kollaps der Wellenfunktion durch die Beseitigung des Informationsmangels des Beobachters verursacht wird, kann im Kontext verschiedener Quantenexperimente betrachtet werden. Diese Sichtweise ist konsistent mit Interpretationen der Quantenmechanik, die den Beobachter und dessen Wissen in den Mittelpunkt stellen, wie z.B. QBism (Quantum Bayesianism). Lassen Sie uns einige der genannten Beispiele unter diesem Gesichtspunkt betrachten:

Doppelspaltexperiment: In diesem Experiment führt die Beobachtung, welchen Weg ein Teilchen nimmt, zum Kollaps der Wellenfunktion und damit zum Verschwinden des Interferenzmusters. Aus der Perspektive des Informationsmangels würde der Kollaps eintreten, weil der Beobachter nun Informationen über den Pfad des Teilchens hat.

Quanteninterferometer: Hier ist die Information über den Pfad des Teilchens entscheidend. Die Kenntnis (oder Unkenntnis) des Pfades beeinflusst das Ergebnis (Interferenz oder kein Interferenzmuster), was mit der Idee übereinstimmt, dass das Wissen des Beobachters die Wellenfunktion beeinflusst.

Quanten-Kohärenz-Experimente: In diesen Experimenten könnte die Erhaltung der Kohärenz (und somit der Superposition) als ein Zustand betrachtet werden, in dem der Beobachter keine spezifischen Informationen hat, die zu einem Kollaps führen würden.

SQUIDs: Der Zustand eines SQUID, der Superpositionen von Stromflüssen zeigt, könnte aus der Perspektive des Informationsmangels interpretiert werden, bis eine Messung einen bestimmten Stromfluss feststellt.

Quantencomputer: In einem Quantencomputer bleibt die Superposition der Qubits erhalten, bis eine Berechnung durchgeführt und das Ergebnis gemessen wird. Dies könnte als Kollaps der Wellenfunktion aufgrund der Gewinnung spezifischer Informationen durch die Messung interpretiert werden.

Bell-Test-Experimente: Obwohl diese primär Verschränkung demonstrieren, könnte der Messakt, der zur Bestimmung der Zustände verschränkter Teilchen führt, als Kollaps durch die Beseitigung von Informationsmangel angesehen werden.

NMR/EPR Spektroskopie: Die Messung von Spin-Zuständen könnte auch als Kollaps der Wellenfunktion aufgrund neuer Informationen über diese Zustände interpretiert werden.

In all diesen Fällen ist die Idee, dass der Kollaps der Wellenfunktion auf den Informationsgewinn des Beobachters zurückzuführen ist, eine plausible Interpretation, die gut zu subjektiven Ansätzen in der Quantenmechanik passt. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dies eine von mehreren Interpretationen ist und dass die Frage des Kollapses der Wellenfunktion und seiner Ursache in der wissenschaftlichen Gemeinschaft weiterhin diskutiert wird.

2) Aktuelle Arbeiten zum Gedankenexperiment von "Wigners Freund" kommen ebenfalls zu Schlussfolgerungen, die eine objektive Realität ins Wanken bringt. Hier die Quellenangaben:
A no-go therorem for observer-independent facts: https://arxiv.org/pdf/1804.00749.pdf
A no-go theorem for the persistent reality of Wigner's friend's perception: https://arxiv.org/pdf/2009.09499.pdf

A quantum experiment suggests there’s no such thing as objective reality

Physicists have long suspected that quantum mechanics allows two observers to experience different, conflicting realities. Now they’ve performed the first experiment that proves it.

www.technologyreview.com

3) Die Bewertungskriterien von wissenschaftlichen Lösungsvorschlägen nach Meinard Kuhlmann sind wie folgt:
a) Empirisch bestätigte Vorhersagen müssen weiterhin gültig bleiben
--> Es ist keine Vorhersage bekannt, bei der diese Interpretation scheitert.
b) Innere Konsistenz
1. Annahme: Der Kollaps der Wellenfunktion ist die Beseitung des Informationsmangels des Beobachters (Heisenberg / Fröhner)
2. Annahme: ist nur eine Negierung der ersten Annahme. Wenn der Kollaps der Wellenfunktion die Beseitigung des Informationsmangels ist, ist die logische Schlussfolgerung, dass jeder Informationsmangel zu superponierten Zuständen führt.
3. Daraus folgt Unbekannt = Unbestimmt

Äußere Konsistenz:
Diese Interpretation steht nach aktuellem Stand nicht im Konflikt mit unaufgebaren Theorien. z.B. Naturgesetze. Sie steht jedoch im Widerspruch zu einem deterministischem objektiven Weltbild.

4) Sparsamkeit
Die Erkenntnisse der Quantenmechanik wurden lediglich auf den Makrokosmos übertragen
- Gesetzesmäßigkeiten der klassischen Physik und der Quantenmechanik sind gemäß dieser Interpretation kein Widerspruch sondern eine gegenseitige Ergänzung.
- Übergang Quantenmechanik zur klassischen Physik hinfällig
- Diese Interpretation ist eine Kombination bereits vorhanderer Interpretationen (Kopenhagener Deutung, Qbism, Viele Welten Interpretation)

 

[ralfkannenberg]

Schön damit ist das Messproblem nicht nur ungelöst, sondern es gibt noch nicht einmal eine Interpretation, die das Messproblem löst und unter einer breiten Masse an Physikern Anklang findet. Höchste Zeit also die hier vorgestellte Interpretation weiter voran zu treiben.

Hallo Simon,

warum ist es höchste Zeit, die hier vorgestellte Interpretation weiter voran zu treiben ?

Die Physiker sind sich der Problematik schon lange bewusst und werden ebenso lange schon weiter daran gearbeitet haben.


Freundliche Grüsse, Ralf