zur Problematik der Interpretation der Quantenmechanik

Jakito

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Bernhard

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Leider nein; verschiedene Autoren nennen Gell-Mann, anbgeblich ... Dyson zitoirert in in einem Interwiew wörtliuch,
Mit "brainwashed" wird die Aussage aus heutiger Sicht und für meinen Geschmack schon etwas zu hoch aufgehängt, aber egal.

BTW: Von Sabine Hossenfelder wurde erst kürzlich übrigens auch der zwischenmenschliche Umgang in der Branche relativ scharf kritisiert. Sie benennt den allgemeinen Zustand sogar als "rotten", wenn ich es recht verstanden habe. Als "Drama" würde ich den Aufhänger dazu nicht direkt werten, aber als gute Anregung. Sie hat natürlich auch ihre ganz eigene Sicht auf das Thema.
 

Prokyon

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Ich weiß nicht sicher, ob es das gibt. Aber warum sollte es das nicht geben?
Vielleicht solltest du mal deine Kenntnisse in Kernphysik auffrischen? Ein Theoretiker kann natürlich eine beliebige Linearkombination von |C-14> und |N-14> hinschreiben und sie sich kontinuierlich entwickeln lassen. Ein Experimentalphysiker findet aber immer entweder ein zerfallenes oder ein nicht zerfalllenes Atom.
Warum sollten Zählen und Abzählbarkeit im Mikrokosmos eine sinnvolle Herangehensweise darstellen? Quarks im Proton kann man auch nicht wie üblich zählen.
Die Zahl der Protonen und Neutronen in einem Atomkern ist keine unscharfe Größe. Weshalb sollte Kontinuität im Mikrokosmos sich aus der im Makrokosmos zwingend ergeben? Wenn man sich auf die zeitabhängige Schrödingergleichung fokussiert entkernt man im wahrsten Sinnne des Wortes die Quantentheorie. Ist die Wirklichkeit nur ein waberndes Etwas?
 

TomS

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Vielleicht solltest du mal deine Kenntnisse in Kernphysik auffrischen?
Vielleicht solltest du mal aufhören, ad hominem zu argumentieren, wenn du nix ad rem zu sagen hast?

Ein Theoretiker kann natürlich eine beliebige Linearkombination von |C-14> und |N-14> hinschreiben und sie sich kontinuierlich entwickeln lassen. Ein Experimentalphysiker findet aber immer entweder ein zerfallenes oder ein nicht zerfalllenes Atom.
Dieser Dissens ist kein Argument, das ist nur ein Beispiel für das Problem.

Dein Glaube, von einer Beobachtung auf die Struktur einer Theorie zurückzuschließen, scheitert in einfachen Fällen (Doppelspalt, GHZ ...). Deswegen halte ich die Idee, eine Theorie entlang gesicherter experimenteller Tatsachen zu konstruieren, für Quatsch; zuletzt muss die Theorie natürlich diese Tatsachen reproduzieren.

Und zumindest in den lösbaren Modellen zur Dekohärenz verschwindet dieser Dissens (wenn auch auf eine Weise, die uns beiden nicht gefällt, aber auch das ist kein Argument).

Die Zahl der Protonen und Neutronen in einem Atomkern ist keine unscharfe Größe.
Vielleicht solltest du mal deine Kenntnisse in Kernphysik auffrischen?

Nach welcher theoretischen Beschreibung wäre das der Fall? BCS, DFT, Hartree-Fock-Bogoliubov ... verwenden keine Eigenzustände der Teilchenzahloperatoren, bzw. keine der "physikalischen Teilchen". In Compound-Reaktionen a + A → C* → b + B ist der Zwischenzustand eine Superposition verschiedener anderer Zustände, und es wäre schlicht willkürlich, dies als Tatsache zu bestreiten, nur weil C* nicht langlebig genug ist; letztlich haben wir in der Kernphysik die selbe Art von Superpositionen wie in der Atomphysik, naturgemäß auf kürzeren Zeitskalen. Es gibt weitere experimentelle Resultate, die mittels derartiger unscharfer Teilchenzahlen erklärt werden.

Und die von mir genannte Anzahl der Quarks im Proton ist sicher keine scharfe Größe. Experimentell weiß man das seit den 60ern, und theoretisch dann, wenn man selbst gemerkt hat, dass der QCD-Hamiltonian keine gemeinsamen Massen- und Quarkzahl-Eigenzustände hat.

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Ist die Wirklichkeit nur ein waberndes Etwas?
Ich bin mir ziemlich sicher, dass die Wirklichkeit nichts ist, was man in Worte fassen kann. Für mich sind unsere mathematisch formulierten Theorien die besten Methoden, dieser Wirklichkeit nahezukommen, die an Alltagserscheinungen geschulte Umgangssprache halte ich dagegen für ungeeignet.

Wenn uns diese Theorien also nahelegen, dass etwas so sein könnte, wie's in den Formeln steht, und diese Formeln experimentell bestätigt d.h. nicht widerlegt werden, dann sehe ich zunächst überhaupt keinen Anlass, an den Formeln und ihrem Realitätsbezug zu zweifeln, nur weil's mir nicht in den Kram passt. Wenn's mir nicht in den Kram passt, muss ich erst fundiert zeigen, dass es damit ein echtes Problem gibt.

Insofern würde ich nie behaupten, die Superposition makroskopisch verschiedener Objekte (oder verschiedener Nuclei) könnten nicht existieren, bevor ich das nicht gezeigt habe; habe ich aber nicht. Konkret angewandt auf das Messproblem wäre also zu zeigen, wo genau die Dekohärenz scheitert.
 
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Prokyon

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Vielleicht solltest du mal deine Kenntnisse in Kernphysik auffrischen?
Vielleicht solltest du mehr bei der Sache bleiben?
BCS, DFT, Hartree-Fock-Bogoliubov ... verwenden keine Eigenzustände der Teilchenzahloperatoren, bzw. keine der "physikalischen Teilchen".
Das ändert überhaupt nichts an der Tatsache, dass A=14 und Z=6 für C-14 scharfe Werte haben. Natürlich gibt es Zustände mit unscharfen Teilchenzahlen, das ändert aber rein gar nichts an der Tatsache, dass es scharfe Quantenzahlen gibt. Wie die sich kontinuierlich ändern sollen hast du nicht erklärt.
Dieser Dissens ist kein Argument, das ist nur ein Beispiel für das Problem.
Immerhin scheinst du ein Problem zu erkennen.
Dein Glaube, von einer Beobachtung auf die Struktur einer Theorie zurückzuschließen, scheitert in einfachen Fällen (Doppelspalt, GHZ ...).
Wieder eine Unterstellung. Und von einer Beobachtung zu reden ist natürlich eine groteske Übertreibung. Die Theorie selbst ist doch unstrittig, es geht doch "nur" um ihre Interpretation. Und die ist eine Frage der Perspektive. Es ist wohl unsinnig, die Diskussion fortzusetzen, wenn du jeden Perspektivwechsel als bloße Meinung oder "kein Argument" abtust, statt dich wirklich damit zu befassen.
 

Prokyon

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Wenn uns diese Theorien also nahelegen, dass etwas so sein könnte, wie's in den Formeln steht, und diese Formeln experimentell bestätigt d.h. nicht widerlegt werden, dann sehe ich zunächst überhaupt keinen Anlass, an den Formeln und ihrem Realitätsbezug zu zweifeln, nur weil's mir nicht in den Kram passt.
Wenn man sicher ist, dass man die Formeln richtig interpretiert ...
 

Jakito

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Wieder eine Unterstellung. Und von einer Beobachtung zu reden ist natürlich eine groteske Übertreibung. Die Theorie selbst ist doch unstrittig, es geht doch "nur" um ihre Interpretation. Und die ist eine Frage der Perspektive. Es ist wohl unsinnig, die Diskussion fortzusetzen, wenn du jeden Perspektivwechsel als bloße Meinung oder "kein Argument" abtust, statt dich wirklich damit zu befassen.
Was die Ziele von TomS sind, und worauf er hinaus will, ist mir schon halbwegs klar.

Worauf Du hinaus willst, ist mir viel weniger klar. Du redest zwar von einem Perspektivwechsel, aber die von Dir vorgeschlagene "Ereignis-Ontologie" erscheint mir einerseits sehr nahe an der Flash-Ontologie von GRW, und andererseits kein wirklich fundamentaler Perspektivwechsel.

Zumindest sehe ich nirgends einen Perspektivwechel, der vergleichbar wäre mit Einsteins Betrachtung der Längen- und Zeitkontraktion als erklärbar durch "Gleichzeitigkeit von Ereignissen ist relativ zum Bewegungszustand des Beobachters".
 

TomS

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Vielleicht solltest du mehr bei der Sache bleiben?

Das ändert überhaupt nichts an der Tatsache, dass A=14 und Z=6 für C-14 scharfe Werte haben.
Beweis?

Natürlich gibt es Zustände mit unscharfen Teilchenzahlen, das ändert aber rein gar nichts an der Tatsache, dass es scharfe Quantenzahlen gibt. Wie die sich kontinuierlich ändern sollen hast du nicht erklärt.
Einfaches Nachrechnen für den gegeben Hamiltonoperator.

Immerhin scheinst du ein Problem zu erkennen.
Der ganze Thread dreht sich darum.

Die Theorie selbst ist doch unstrittig, es geht doch "nur" um ihre Interpretation.
Nein, sie ist strittig, das beginnt bereits damit, dass es die QM in leicht unterschiedlichen Varianten gibt (mit und ohne Projektionspostulat, mit und ohne eigenvector-eigenvalue-link). Neumaier schreibt sehr viel zu irrigen bzw. unzureichenden Annahmen, dem Ignorieren von POVMs, dem Ignorieren der QFT insbs. der Kausalitätsstruktur und des Fockraumes, der Modellierung von Systemen, Annahmen der Dekohärenz. Diese Einwände sind allesamt valide, selbst wenn seine TI es nicht ist (*).

Und die ist eine Frage der Perspektive. Es ist wohl unsinnig, die Diskussion fortzusetzen, wenn du jeden Perspektivwechsel als bloße Meinung oder "kein Argument" abtust, statt dich wirklich damit zu befassen.
Sorry, ich sehe aber deinerseits keine Argumente, nur Meinungen.

Die Punkte (*) wären Argumente.
 

Prokyon

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Worauf Du hinaus willst, ist mir viel weniger klar. Du redest zwar von einem Perspektivwechsel, aber die von Dir vorgeschlagene "Ereignis-Ontologie" erscheint mir einerseits sehr nahe an der Flash-Ontologie von GRW, und andererseits kein wirklich fundamentaler Perspektivwechsel.
Ja, es hat ein bißchen was mit GRW gemeinsam. Ich fand aber GRW von Anfang an zu ad hoc, und zu sehr auf die Wellenfunktion und ihren spontanen Kollaps fokussiert. Ich glaube nicht, dass man dem mathematischen Apparat der QFT noch irgend etwas hinzufügen müsste. (An einer stringenten axiomatischen Formulierung können sich ja Mathematiker abarbeiten - die ist mir nicht wichtig.)

Neben der "flash"-Ontologie zählen für mich die statistische Interpretation, die Transactional Interpretation und Consistent Histories zu den wichtigsten Grundideen einer "natürlichen" Interpretation der Quantentheore. Ich habe ja in diesem Thread schon mehrfach versucht, meine Ideen allgemeinverständlich darzustellen, zuletzt in meiner Antwort an antaris #268. Schade, dass das wohl jeder durch seine eigene Brille sieht. Hast du inzwischen etwas herausgefunden über Punktprozesse und ihre mathematische Beschreibung?

Der Perspektivwechsel hat sehr viel mit der herausgehobenen Stellung der Zeit zu tun und mit Physik als Beschreibung von "Objekten". Für TomS scheint es eine Denknotwendigkeit zu sein, dass jedes physikalische "System" zu jedem Zeitpunkt in einem bestimmten "Zustand" sein müsse. Dabei ist schon der Begriff Zeitpunkt in einer nicht-lokalen Theorie fragwürdig. Auf welchen Ort bezieht sich diese Zeit? Und John Bell hat schon in seinem Aufsatz "Against Measurement" gefordert, den Begriff "System" aus den Grundlagen der Quantentheorie herauszuhalten.
 

Prokyon

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Ja, man wird die Statistik auch in der Physik nicht so leicht los. Was hältst Du eigentlich von der TI? Hast Du in die verlinkten pdfs mal etwas reingesehen? Hoffentlich keine allzu "blöde" Frage.
Ich habe die Diskussionen auf physicsforums schon länger verfolgt. Neumaiers TI stehe ich diametral gegenüber -- zum einen weil ich in der Wellenfunktion eben nicht das Schlüsselelement der Quantentheorie sehe, und zum anderen weil ich Neumaiers Weigerung, die "q-expectations" als statistische Korrelationen zu betrachten, nicht nachvollziehen kann.
 

TomS

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Als Objekte, die sich kontinuierlich von einer Quelle zu einer ausgedehnten Photoplatte ausbreiten und ihre Energie dort an einem einzigen Punkt wieder abladen, sind Photonen absolut rätselhaft. Die Quantenelektrodynamik sagt überhaupt nichts darüber aus, wo sich die Energie zwischen dem Zeitpunkt der Emission und dem der Absorption genau befindet (außer irgendwo im elektromagnetischen Feld).
Also wenn man realistische Photonen-Zustände betrachtet wie in der Quantenoptik – nicht wie in der QED nur ebene Wellen – dann sagt sie das sehr wohl.

Die "Erklärung" der beobachteten Korrelationen setzt voraus, dass sich die Polarisation der Photonen während des Fluges von der Quelle zu den Detektoren nicht ändert und die (Anti-)Korrelation auf eine gemeinsame Ursache in der Quelle zurückführbar ist.
Ja.

Leider zeigt sich, dass man den Photonen in diesem Fall keine definierte Polarisation zuschreiben kann.
Ja.

An den Detektoren müssten sie sich konspirativ je nach Orientierung der Detektoren entscheiden, wie sie die statistischen Gesetzmäßigkeiten einhalten wollen.
Das erscheint mir in der Tat ein Problem zu sein.

Es ist aber einfacher, die Parallelität der Ströme in der Quelle und in den Detektoren zu konstatieren als sie zu erklären. Ich glaube, dass wir die Korrelation der Vorgänge (Stromdichtefluktuationen) in der Quelle und den Detektoren nur zur Kenntnis nehmen können und dankbar sein müssen, dass wir eine statistische Theorie haben, die sie zutreffend beschreibt.
Du hattest aber in einem anderen Beitrag geschrieben, du wärest an einer realistischen Interpretation interessiert. Das hier hört sich anders an.

Das Photon ist ein Konzept, das die meisten noch für denknotwendig halten (um die Experimente zu erklären!), aber in der Quantenelektrodynamik bleibt nur noch eine sublimierte Version (Photon-Propagator = Korrelationsfunktion) davon übrig.
In der QED existiert mathematisch ein Photonen-Zustand. Der Propagator ist nur ein Artefakt einer Näherung.
 

Jakito

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und zum anderen weil ich Neumaiers Weigerung, die "q-expectations" als statistische Korrelationen zu betrachten, nicht nachvollziehen kann.
Aber dabei geht es doch nur darum, die Formel selbst auch unabhängig von ihrer Interpretation benennen zu können.
Was ist so schwer nachvollziehbar daran, dass man sich mit der Benennung der Formel noch nicht auf ihre Interpretation festlegen will? Insbesondere, wenn man neben ihrer Interpretation als Erwartungswert auch noch Interpretationen im Sinn hat, die unter geeigneten Umständen selbst für eine einzelne nicht-reproduzierbare Messung Sinn ergeben können.
 

TomS

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Ich glaube nicht, dass man dem mathematischen Apparat der QFT noch irgend etwas hinzufügen müsste.
Evtl. braucht's eine Theorie, die QFT und ART versöhnt, aber dass das für das Messproblem eine Rolle spielt, glaube ich nicht.

Neben der "flash"-Ontologie zählen für mich die statistische Interpretation, die Transactional Interpretation und Consistent Histories zu den wichtigsten Grundideen einer "natürlichen" Interpretation der Quantentheore.
Ich kann mit all dem wenig anfangen, am ehesten noch mit den Consistent Histories.

Der Perspektivwechsel hat sehr viel mit der herausgehobenen Stellung der Zeit zu tun und mit Physik als Beschreibung von "Objekten".
Also ich denke nicht in Objekten wie in der klassischen Physik.

Für TomS scheint es eine Denknotwendigkeit zu sein, dass jedes physikalische "System" zu jedem Zeitpunkt in einem bestimmten "Zustand" sein müsse.
Sagen wir, ich erwarte von einer realistischen Interpretation, dass dieser Zustand unabhängig davon vorliegt, ob jemand hinschaut oder misst. Messung ist ein Prozess wie jeder andere auch, außer dass sich das Subsystem "Messgerät" auf eine bestimmte Art und Weise verhält; das ist aber nur eine Frage des Modells.

Jedenfalls kann ich mit Ideen wie "dass eine Messung erst die Realität hervorbringt", nichts anfangen. Eine Messung zeigt bestimmte Eigenschaften und verändert das System, aber sie erschafft nicht die Welt.

Dabei ist schon der Begriff Zeitpunkt in einer nicht-lokalen Theorie fragwürdig. Auf welchen Ort bezieht sich diese Zeit?
Das löst uns ja die Poincare-Invarianz der Observablen bzw. die Kovarianz der Formulierung.

Und John Bell hat schon in seinem Aufsatz "Against Measurement" gefordert, den Begriff "System" aus den Grundlagen der Quantentheorie herauszuhalten.
Soweit ich mich erinnere, ging es da aber um das Systems, das einer Messung unterworfen wird. Das betrachte ich als eines der Subsysteme, während zum System eben noch Messgerät, Umgebung … dazugehören.

Ich klebe nicht an der Idee, dass es der Zustandsvektor sein muss, aber ich sehe aktuell nichts anderes, und
ich glaube [auch] nicht, dass man dem mathematischen Apparat der QFT noch irgend etwas hinzufügen müsste
Damit ist für mich der Zustandsvektor eine naheliegende Beschreibung der Realität. Ich sehe aktuell keine andere.
 
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TomS

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… und zum anderen weil ich Neumaiers Weigerung, die "q-expectations" als statistische Korrelationen zu betrachten, nicht nachvollziehen kann.
Das konnte ich zu Beginn auch nicht.

Zunächst mal spricht logisch nichts dagegen, sie als Eigenschaften eines einzelnen Systems aufzufassen. In der klassischen Näherung erhalten wir die bekannten Energiedichten, Stromdichten etc., in höheren Ordnungen Quantenkorrekturen.

Wenn man sich natürlich dafür entscheidet, die QFT nicht realistisch für ein Einzelsystem sondern stochastisch im Rahmen eines Ensembles zu interpretieren, dann gelangt man folgerichtig zu einer stochastischen Interpretation der q-correlations – auch dagegen spricht logisch nichts.

Da Neumaier den Zustand realistisch für ein Einzelsystem interpretiert, natürlich auch dessen Korrelationen.
 
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