Die Welt der Quantenphysik:
Zufall statt Kausalität

    
Die Welt der klassischen Physik wird auch gerne als Makrophysik bezeichnet. Denn sie regelt vor allem die unseren Sinnen zugänglichen Ereignisse größerer Dinge wie das Verhalten von Steinen, Planeten, oder Elektromaschinen. Als Synonym für die Quantenphysik wird hin und wieder auch das Wort Mikrophysik benutzt. Hierin kommt zum Ausdruck, daß sich die Quantenphysik zunächst auf deutlich kleinere Teilchen bezieht; auf Photonen, Elektronen, Neutronen, Protonen und derlei mehr. Galt in der klassischen Physik scheinbar das Prinzip der Kausalität, der strikten Zuordnung von Ursache und Wirkung, scheint im Bereich der Quantenpyhsik die Kausalität aufgehoben.   Ein deterministisches Weltbild (bis etwa 1910)Das Weltbild der klassischen Physik

Quantenphysik, Bewusstsein, Weltprozess: einige Buchtitel und sonstige VeröffentlichungenLiteraturliste zur Quantenphysik

A superbly philosophical book written by a leading physicistReview: Henry Stapp "Mind, Matter and Quantum Mechanics"

Platon hat bereits im 4. Jh. v. Chr. irrationale Phänomene posutliertPlatons Ideenlehre und die Quantenphysik (Seminararbeit 2001)
Teilchen wie Photonen und Elektronen hingegen machen nur im Mittel das, was Formeln von ihnen verlangen. Beziehungsweise verlangen die Formeln erst gar nicht mehr als die Einhaltung von Mittelwerten. Für Einzelereignisse könnte man quantenphysikalische Formeln eher als Handlungsempfehlungen auffassen. Es gibt beispielsweise Formeln die besagen, daß ein bestimmtes Photon in einer bestimmten Versuchsanordnung mit neunzigprozentiger Wahrscheinlichkeit an einem bestimmten Ort zu einer bestimmten Zeit angetroffen werden kann. Aber das Photon hat immer noch eine zehnprozentige Wahrscheinlichkeit sich anders zu entscheiden.

   link to a quotationDer Physiker Henry Stapp: "...the bookkeeping system is global: an adjustment of possibilities is immediately made over the entire spacetime mainfold. Thus the basic process of choice is fundamentally global, but it creates locally defined meaning."
Der Quantenphysik widerspricht die klassische, newtonsche Physik: da gibt es kein "ab und zu"

Freilich, läßt man 1000 Photonen die Entscheidung treffen, werden sich etwa 900 für die eine und etwa 100 für die andere Möglichkeit entscheiden. Aber ein einzelnes Photon für sich könnte letztendlich „tun was es will“ ohne dabei gegen die Formel zu verstoßen. Dieser Charakter der Quantenphysik wird besonders deutlich am Beispiel des Doppelspaltversuches.

 Ein einfaches Experiment offenbart die Rätsel der QuantenphysikBeschreibung des Doppelspaltversuches

Die folgende Skizze verdeutlicht eine Sicht quantenphysikalischer Abläufe (nach Penrose):

Das Doppelspaltexperiment in der Deutung der klassischen Physik kenntn ur solche materiellen Zustände. Dies entspricht der Vorstellung von Teilchen wie sie in der klassischen Physik eine wesentliche Rolle spielen.
Assoziationssprung: was ist Zufall? Macht der Begriff Wahrscheinlichkeit Sinn? Verschiedene Phänomene - darunter das Doppelspaltexperiment - legen es nahe, daß die Teilchen tatsächlich nicht mehr real existieren. Je dichter die Wolke der Wahrscheinlichkeitsverteilung links ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, daß sich ein Teilchen dort materialisieren könnte (abe nicht muß).
Assoziatonssprung: die Welt als Computersimulation (universe.exe) Die Wahrscheinlichkeitsfunktionen verändern sich in Raum und Zeit gemäß exakter Formeln. Diese Formeln herauszufinden ist eine wesentliche Aufgabe der Quantenphysik. Sie werden meist als Wellengleichungen beschrieben.
Assoziationssprung: Wechselspiel von materieller Existenz und Wahrscheinlichkeitswelle spekulativ interpretiert Plötzlich trifft man wieder Teilchen in der Realität an, z. B. als Lichtblitze auf einem Lampenschirm. Zu welchem Anlaß die Wahrscheinlichkeitsfunktionen kollabieren ist unbekannt. Und wo genau sich die Teilchen materialisieren kann durch keine Formel vorhergesagt werden.
Assoziationssprung: wann kollabiert die quantenmechanische Wahrscheinlichkeitswelle? Das Spiel beginnt von neuem. Wie lange die Teilchen materialisiert existieren ist schwer zu sagen.
  B eschreibung des Gedankenexperimentes: Achilles wird niemals die Schildkröte überholenZenons Paradoxon vom Wettlauf des Achilles mit der Schildkröte ist ein Gedankenexperiment wider die Vorsellbarkeit eines kontinuierlichen Raumes

Suchtipp im Internet zu den Eigenarten von Quantenphänomen:

  • Reduktion
  • Kollaps
  • Prozess R
  • Prozess U
  • Wahrscheinlichkeitsfunktion
  • Wellenfunktion
  • Zustandsfunktion
  • Dualismus
  • Welle-Teilchen



Manche Eigenarten der Quantenphysik erinnern an Funktionalitäten von MehrbenutzersoftwareDie Welt als interaktive Software in einer Mehrenutzer-Umgebung: eine Metapher

Dieser eine Grundcharakter der Quantenphysik ist wesentlich für die weitere Argumentation. Hier scheint nämlich das Prinzip der strikten Kausalität aufgehoben. Zwar verhalten sich die Wahrscheinlichkeitswellen selbst strikt determiniert. Aber wann, also zu welchem Anlaß, sie zu konkreten Teilchen kollabieren und vor allem wo sich die Teilchen dann tatsächlich materialisieren lässt sich aus keinen bekannten physikalischen Größen herleiten. Die Quantenphysiker sagen, es sei rein zufällig, lediglich im statistischen Mittel materialisieren sich derart, daß die Wahrscheinlichkeitsfunktionen nicht verletzt werden. Die untenstehend Animation stellt diesen Gedanken noch einmal dar:

Der Wechsel von Wahrscheinlichkeitsfunktion und Quantenkollaps

   Allerdings: vielleicht gibt es doch kausal strikt determinierte Abhängigkeiten die wir nur noch nicht kenne. Diese werden unter dem Stichwort "verborgene Parameter" in der Physik behandelt. Nach Kurt Gödel kann man niemals sicher wissen, ob man alles weiß.
Und damit hätten wir in der Quantenphysik einen Bereich gefunden, in dem theoretisch ein freier Wille wirken könnte ohne damit unsere physikalischen Erfahrungswerte zu verletzen. Denn da es hier kein Naturgesetz zu geben scheint, welches einem Teilchen ganz genau sagt, wo und wann es sich zu materialiseren hat, so kann auch kein Naturgesetz verletzt werden, wenn dieses Ereignis willentlich beeinflusst werden sollte.

   Ist die Quantenmechanik ein Kupplungsmechanismus zwischen Wirklichkeit und freiem Willen?Hintertür für die Vorstellung eines freien Willens? Die Quantenphysik als Schnittstelle zwischen Jenseits und Diesseits?
Der Haken bei der Sache ist die Geringfügigkeit der beeinflußbaren Teilchen. Wie groß ist die Gestaltungsfreiheit eines Gottes oder eines anderen freien Willens, dessen unmittelbare Einflußnahme auf Dinge der Größe von Atomen und deutlich kleiner beschränkt ist? Sollte man nicht vielmehr annehmen, daß ein freier Wille auch in der makrophysikalischen Ebene etwas bewirken können will, wie etwa den Gang der Geschichte auf einem Planeten beeinflussen oder ähnliches?
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