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[quote="Ekki"][b]Meine Frage:[/b] Ich habe eine grundlegende Frage zur Struktur von Messprozessen: Ist eine Messung ? unabhängig vom physikalischen Kontext ? immer eine Form von Wechselwirkung, sodass der erzeugte Effekt untrennbar zum Messergebnis gehört? Oder anders formuliert: Wenn ich messe, erzeuge ich dann notwendigerweise einen Effekt, der vorher nicht vorhanden war? Und sollte dieser Effekt als Bestandteil des Messwertes verstanden werden? Mich interessiert insbesondere, ob diese Sichtweise ausschließlich in der Quantenmechanik relevant ist, oder ob sie (vielleicht abgeschwächt) auch in der klassischen Experimentalphysik gilt. [b]Meine Ideen:[/b] Mein eigener Gedankengang ist folgender: Jede Messung erfordert einen physikalischen Eingriff ? sei es durch ein Photon, eine elektrische Spannung, einen Kontakt, eine Kalibrierung, etc. Dieser Eingriff verändert das System zumindest minimal. Der Messwert entsteht damit nicht völlig unabhängig vom Eingriff, sondern durch ihn. In der Quantenmechanik ist das offensichtlich: Die Messung definiert das Ergebnis erst. In der klassischen Physik wird das oft anders dargestellt, aber praktisch sehe ich dort ebenfalls immer eine (wenn auch kleine) Wechselwirkung. Daraus ergeben sich für mich zwei Fragen: Kann man Messung als eine Art ?Erzeugung von Stabilität? verstehen ? also als Setzen eines Schnitts, der zuvor nicht existierte? Ist Quantisierung (das Auftreten diskreter Werte) eher eine Eigenschaft der Natur oder eher eine Folge unserer Messverfahren und der damit verbundenen Wechselwirkungen? Mir ist bewusst, dass das in den Bereich der Erkenntnistheorie hineinragt, aber ich möchte hier vor allem die physikalische Perspektive besser verstehen. Ich freue mich über Einschätzungen von Physikerinnen und Physikern, die experimentell oder theoretisch mit solchen Fragen zu tun haben.[/quote]
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Qubit
Verfasst am: 18. Nov 2025 18:34
Titel:
Erstmal sollte man da zumindestens in etwa (grob) einen gemeinsamen Kontext haben, was man unter "Messung" und "Wechselwirkung" versteht
Ich fange mal vorsichtig an:
"Messung": eine Feststellung eines Zustands eines Systems.
Was hier der "Zustand" eines Systems ist, kommt drauf an, in welcher Theorie man die Messung beschreibt (zB. quantenmechanisch oder klassisch)
"Wechselwirkung": auf jeden Fall eine Änderung dieses "Zustands" nach der entsprechenden Theorie.
Auch nach der Quantenmechanik ist jede "klassische Messung" gleichbedeutend einer Festlegung dieses Zustands ("Eigenzustand" von System + Messgerät). Also eine Zustandsänderung, also eine Wechselwirkung (wie auch immer die im Detail aussehen möge).
Deine Frage ist jetzt wohl, ob es da, insbesondere in der QM Messungen gibt, die
keine QM-Zustandsänderungen verursachen, mithin nicht als Wechselwirkung betrachtet werden müssen?
Ja, die gibt es, sind aber speziell (mit Einschränkung auf gewisse Observable des Zustandes). Es handelt sich da um sogenannte "QND-" (Quantum Nondemolition Measurement) Messungen..
https://www.uniulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.220/publikationen/ISSART25938DE.pdf
MBastieK
Verfasst am: 18. Nov 2025 16:37
Titel:
willyengland hat Folgendes geschrieben:
Zuende gedacht würde das bedeuten,
Zuende Denken?!?
Ist das dann ein Schluss?
Nette Grüsse
TomS
Verfasst am: 17. Nov 2025 17:04
Titel:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Im supersymmetrischen Oszillator kann man sehen, dass die Quantisierungen von Bosonen (-> Operatoren) und Fermionen (-> Matrizen) völlig unterschiedlich sind. Dafür bin aber nicht ich verantwortlich, sondern der Schöpfer.
Die Quantisierung erfolgt bis auf ein Vorzeichen völlig identisch, und das kann man (Spin-Statistik-Theorem) im Rahmen der QFT ableiten. Kann die Bohmsche Mechanik das auch?
Siehe
http://ms.zneb.at/inhalte/susy1.pdf
Seite 7, Gleichung (1.17), der Fermi-"Oszillator" enthält eine Matrix.
In diesem Spezialfall.
Allgemein liegen Feldoperatoren vor, und da ist der Formalismus für Bosonen und Fermionen bis auf Kleinigkeiten identisch; das sieht man aber eben erst in der QFT.
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Und ja, das kann man so ableiten, ist aber nicht Aufgabe der Bohmschen Mechanik. Sie wird ja auch nicht bei der Herleitung der Schrödinger- oder Pauli-Gleichung benutzt.
Erstens müsste sie sich als Interpretation auf die QFT oben draufsetzen, nicht nur auf Spezialfälle.
Und zweitens ist die Bohmsche Mechanik natürlich
keine
reine Interpretation, sondern eine Erweiterung der QM; sie enthält mehr Entitäten und mehr dynamische Gleichungen als die QM, ist also mathematisch nicht äquivalent.
Sonnenwind
Verfasst am: 17. Nov 2025 15:53
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Das hat aber mit dem Spin rein gar nichts zu tun, sondern mit dem Messprozess allgemein. Wenn ein Elektron auf den Schirm trifft, dann bleiben "leere" Wellenfunktionen übrig. Das ist aber kein Bug, sondern ein Feature.
Letzteres erscheint allen höchst unbefriedigend - außer den Bohmianern.
Die eine Realität für Ort, Impuls und Drehimpuls hängt am Teilchen, die andere für den Spin an der Wellenfunktion. Das erscheint allen grotesk - außer den Bohmianern.
Ein riesiger Teil der Welle ist auch vor der Messung schon leer, nämlich alles außer der Teilchentrajektorie.
Das Teilchen ist wie ein Stück Kork in einem Fluss, da wundert sich auch niemand, warum das Stück Kork so klein erscheint - außer den Nicht-Bohmianern.
Der Spin ist nach allgemeiner Übereinkunft ein rein quantenmechanischer Effekt und hat kein klassisches Analogon. Ein Drehimpuls wäre für ein Punktteilchen auch nicht möglich. Bohm angewendet auf die Pauli-Gleichung liefert genau die anschauliche Erklärung des Spins, nämlich KEINE Eigenrotation des Elektrons. Zu einem Punktteilchen passen Ort, Impuls und Drehimpuls (nicht um sich selbst), nicht aber Eigendrehimpuls. Das erscheint allen natürlich - außer den Nicht-Bohmianern.
TomS hat Folgendes geschrieben:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Im supersymmetrischen Oszillator kann man sehen, dass die Quantisierungen von Bosonen (-> Operatoren) und Fermionen (-> Matrizen) völlig unterschiedlich sind. Dafür bin aber nicht ich verantwortlich, sondern der Schöpfer.
Die Quantisierung erfolgt bis auf ein Vorzeichen völlig identisch, und das kann man (Spin-Statistik-Theorem) im Rahmen der QFT ableiten. Kann die Bohmsche Mechanik das auch?
Siehe
http://ms.zneb.at/inhalte/susy1.pdf
Seite 7, Gleichung (1.17), der Fermi-"Oszillator" enthält eine Matrix.
Und ja, das kann man so ableiten, ist aber nicht Aufgabe der Bohmschen Mechanik. Sie wird ja auch nicht bei der Herleitung der Schrödinger- oder Pauli-Gleichung benutzt. Sie setzt sich als Interpretation nur obendrauf. Mit ihrer außergewöhnlich einfachen Leitgleichung würde sie Ockham sicher auch gefallen.
Jetzt muss sich nur noch meine Idee der stochastischen Erweiterung durchsetzen.
TomS
Verfasst am: 17. Nov 2025 14:18
Titel:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Das hat aber mit dem Spin rein gar nichts zu tun, sondern mit dem Messprozess allgemein. Wenn ein Elektron auf den Schirm trifft, dann bleiben "leere" Wellenfunktionen übrig. Das ist aber kein Bug, sondern ein Feature.
Letzteres erscheint allen höchst unbefriedigend - außer den Bohmianern.
Die eine Realität für Ort, Impuls und Drehimpuls hängt am Teilchen, die andere für den Spin an der Wellenfunktion. Das erscheint allen grotesk - außer den Bohmianern.
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Im supersymmetrischen Oszillator kann man sehen, dass die Quantisierungen von Bosonen (-> Operatoren) und Fermionen (-> Matrizen) völlig unterschiedlich sind. Dafür bin aber nicht ich verantwortlich, sondern der Schöpfer.
Die Quantisierung erfolgt bis auf ein Vorzeichen völlig identisch, und das kann man (Spin-Statistik-Theorem) im Rahmen der QFT ableiten. Kann die Bohmsche Mechanik das auch?
Sonnenwind
Verfasst am: 17. Nov 2025 13:17
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Die Idee ist in der QM schon zu kompliziert, z.B. hängt der Spin nicht am Teilchen sondern an der Wellenfunktion, ...
Der Spin ist bei Bohm ja gerade NICHT das Problem, sondern wird schön als Eigenschaft der Welle erklärt, genau so wie in der QM, also
ein starkes Pro-Bohm-Argument
.
Das Problem ist aber, dass die Welle nicht verschwindet, der Spin bei einer Kollision aber mit dem Bahndrehimpuls wechsekwirkt und tatsächlich verschwindet.
Man hat also immer zwei Realitäten – Teilchen und Wahrscheinlichkeitswellen – die ohne einander nicht auskommen. Das macht das ganze nicht falsch, aber eben noch komplizierter.
Das hat aber mit dem Spin rein gar nichts zu tun, sondern mit dem Messprozess allgemein. Wenn ein Elektron auf den Schirm trifft, dann bleiben "leere" Wellenfunktionen übrig. Das ist aber kein Bug, sondern ein Feature.
TomS hat Folgendes geschrieben:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
... und in der rel. QM erhält man schon deswegen keine Leitgleichung für Teilchen, weil man bereits klassisch keine Teilchen sondern (insbs. el.-mag.) Felder hat. Da reden wir noch gar nicht von Teilchenerzeugung oder -umwandlung.
Die Bosonen sind wieder eine Welt für sich, ich glaube jedenfalls nicht, dass Photonen kleine Kügelchen sind.
Ich auch nicht.
Damit haben wir dann eine dritte Realität der Bosonen …
Im supersymmetrischen Oszillator kann man sehen, dass die Quantisierungen von Bosonen (-> Operatoren) und Fermionen (-> Matrizen) völlig unterschiedlich sind. Dafür bin aber nicht ich verantwortlich, sondern der Schöpfer.
TomS hat Folgendes geschrieben:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Jetzt kam aber meine Idee mit der zusätzlichen Stochastik in die Welt. Vielleicht war das Pferd nur scheintot.
Also noch eine Zutat.
Ockham wäre auch kein Fan 🙃
Schon eine Pizza Margherita hat mehr Zutaten.
TomS
Verfasst am: 17. Nov 2025 10:36
Titel:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Die Idee ist in der QM schon zu kompliziert, z.B. hängt der Spin nicht am Teilchen sondern an der Wellenfunktion, ...
Der Spin ist bei Bohm ja gerade NICHT das Problem, sondern wird schön als Eigenschaft der Welle erklärt, genau so wie in der QM, also
ein starkes Pro-Bohm-Argument
.
Das Problem ist aber, dass die Welle nicht verschwindet, der Spin bei einer Kollision aber mit dem Bahndrehimpuls wechsekwirkt und tatsächlich verschwindet.
Man hat also immer zwei Realitäten – Teilchen und Wahrscheinlichkeitswellen – die ohne einander nicht auskommen. Das macht das ganze nicht falsch, aber eben noch komplizierter.
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
... und in der rel. QM erhält man schon deswegen keine Leitgleichung für Teilchen, weil man bereits klassisch keine Teilchen sondern (insbs. el.-mag.) Felder hat. Da reden wir noch gar nicht von Teilchenerzeugung oder -umwandlung.
Die Bosonen sind wieder eine Welt für sich, ich glaube jedenfalls nicht, dass Photonen kleine Kügelchen sind.
Ich auch nicht.
Damit haben wir dann eine dritte Realität der Bosonen …
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Jetzt kam aber meine Idee mit der zusätzlichen Stochastik in die Welt. Vielleicht war das Pferd nur scheintot.
Also noch eine Zutat.
Ockham wäre auch kein Fan 🙃
Sonnenwind
Verfasst am: 17. Nov 2025 10:07
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Die Idee ist in der QM schon zu kompliziert, z.B. hängt der Spin nicht am Teilchen sondern an der Wellenfunktion, ...
Der Spin ist bei Bohm ja gerade NICHT das Problem, sondern wird schön als Eigenschaft der Welle erklärt, genau so wie in der QM, also
ein starkes Pro-Bohm-Argument
.
TomS hat Folgendes geschrieben:
... und in der rel. QM erhält man schon deswegen keine Leitgleichung für Teilchen, weil man bereits klassisch keine Teilchen sondern (insbs. el.-mag.) Felder hat. Da reden wir noch gar nicht von Teilchenerzeugung oder -umwandlung.
Die Bosonen sind wieder eine Welt für sich, ich glaube jedenfalls nicht, dass Photonen kleine Kügelchen sind. Einstein hat 50 Jahre darüber nachgedacht, dann werde ich wohl noch mindestens 51 Jahre dafür brauchen. Ich melde mich dann.
TomS hat Folgendes geschrieben:
Für mich ist das ein totes Pferd, das allenfalls als Gegenbeispiel für krude Argumente aus Kopenhagen taugte, dadurch aber selbst nicht wieder lebendig wird.
Ansonsten hatten wir mal einen längeren Thread, da kam auch nix raus.
Jetzt kam aber meine Idee mit der zusätzlichen Stochastik in die Welt. Vielleicht war das Pferd nur scheintot.
TomS
Verfasst am: 17. Nov 2025 09:44
Titel:
Ich bin nicht dogmatischer jedoch überzeugter nicht-Bohmianer.
Die Idee ist in der QM schon zu kompliziert, z.B. hängt der Spin nicht am Teilchen sondern an der Wellenfunktion, und in der rel. QM erhält man schon deswegen keine Leitgleichung für Teilchen, weil man bereits klassisch keine Teilchen sondern (insbs. el.-mag.) Felder hat. Da reden wir noch gar nicht von Teilchenerzeugung oder -umwandlung.
Für mich ist das ein totes Pferd, das allenfalls als Gegenbeispiel für krude Argumente aus Kopenhagen taugte, dadurch aber selbst nicht wieder lebendig wird.
Ansonsten hatten wir mal einen längeren Thread, da kam auch nix raus.
Sonnenwind
Verfasst am: 17. Nov 2025 07:53
Titel: Re: Ist eine Messung immer eine Wechselwirkung?
Ich bin ja bekanntlich dogmatischer Bohmianer. Funktioniert gut für nichtrelativistische Quantenmechanik. Kommen jedoch Teilchenerzeugungs- und Teilchenvernichtungsprozesse hinzu, dann haben wir keine einfache Leitgleichung für kontinuierliche Bewegung mehr.
Vielleicht kann man die Teilchenerzeugungs- und Teilchenvernichtungsprozesse aber als einen stochastischen Prozess hinzufügen. Dann wäre eben nur die Bewegung deterministisch und der Messprozess trotzdem erklärt.
TomS
Verfasst am: 17. Nov 2025 05:38
Titel:
Wobei man noch ergänzen sollte, dass zu dem sogenannten Messproblem und dessen Lösung unter den Physikern keine Einigkeit herrscht.
Worüber unter vielen Experten jedoch Einigkeit besteht ist, dass die – leider immer noch verbreitete – Darstellung des Messprozesses nach von Neumann,
i) dass die Messwerte immer den Eigenwerten entsprechen,
ii) dass das System sich nach der Messung in einem Eigenzustand befindet,
iii) d.h. dass ein sogenannter "Kollaps der Wellenfunktion" stattfindet
so nicht zutreffen kann, sondern dass man genauere Modelle für die quantenmechanische Wechselwirkung zwischen gemessenem System, Messgerät und ggf. Umgebung benötigt.
Aruna_17
Verfasst am: 16. Nov 2025 19:46
Titel: Re: Ist eine Messung immer eine Wechselwirkung?
Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben:
Ekki hat Folgendes geschrieben:
Kann man Messung als eine Art ?Erzeugung von Stabilität?
Ich glaube, was du meinst, ist das, was man in der Quantenmechanik unter "Zustandspräparation" versteht.
Meint das nicht eher das Gegenteil?
Dass man einen künstlich von der Umgebung isolierten Zustand präpariert, so dass der bis zur Messung (oder Wechselwirkung) in Superpositionen vorliegt?
Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben:
Durch die Messung befindet sich das System in dem Eigenzustand, der dem Messwert entspricht.
Diesem Postulat hat TomS hier ja schon - m.E. plausibel - mehrfach die allgemeine Gültigkeit abgesprochen.
Ein Photon wird z.B. bei einer Wechselwirkung mit Materie ja oft vernichtet.
Aruna_17
Verfasst am: 16. Nov 2025 19:38
Titel: Re: Ist eine Messung immer eine Wechselwirkung?
Ekki hat Folgendes geschrieben:
Meine Frage:
Ich habe eine grundlegende Frage zur Struktur von Messprozessen:
Ist eine Messung ? unabhängig vom physikalischen Kontext ? immer eine Form von Wechselwirkung, sodass der erzeugte Effekt untrennbar zum Messergebnis gehört?
Was verstehst Du hier unter dem "erzeugten Effekt"?
Das Messergebnis, ist ja ein durch die Messung erzeugter Effekt.
Das zu messende Objekt wechselwirkt mit dem Messapparat und ändert dessen Zustand.
Auf der anderen Seite könnten verschiede Effekte zum gleichen Messergebnis gehörten.
Z.B. kann die Ortsmessung eines Photons mit unterschiedlichen Detektoren vorgenommen werden und damit ist ein bestimmter Effekt (z.B. lokalisierte Schwärzung einer Photopolatte) nicht notwendig mit einem Messergebnis (Photon war an diesem Ort) verbunden.
Ekki hat Folgendes geschrieben:
Kann man Messung als eine Art ?Erzeugung von Stabilität? verstehen ? also als Setzen eines Schnitts, der zuvor nicht existierte?
in der QM führt eine Wechselwirkung zu Dekohärenz und verschränkt das Messobjekt mit der Umgebung mit der auch der Experimentator in Wechselwirkung steht.
Damit "erzeugt" die Wechselwirkung quasi die klassische Welt.
Ekki hat Folgendes geschrieben:
Ist Quantisierung (das Auftreten diskreter Werte) eher eine Eigenschaft der Natur oder eher eine Folge unserer Messverfahren und der damit verbundenen Wechselwirkungen?
Quantisierung tritt auch bei Messungen auf, bei der Messverfahren Zwischenwerte zulassen würden.
Auf der anderen Seite kann man sich fragen, ob das zu messende Objekt schon vor der Wechselwirkung quantisiert vorliegt, oder die Quantisierung eine Eigenschaft der Wechselwirkung ist.
In einem anderen Thread wurde letzteres (für die WW von EM-Feldern mit Materie) mit einem Verweis auf Einsteins Argumentation zum photoelektrischen Effekt verneint.
Ich habe die Argumentation allerdings bislang noch nicht genauer nachvollzogen
Nils Hoppenstedt
Verfasst am: 16. Nov 2025 15:53
Titel: Re: Ist eine Messung immer eine Wechselwirkung?
Ekki hat Folgendes geschrieben:
Kann man Messung als eine Art ?Erzeugung von Stabilität?
Ich glaube, was du meinst, ist das, was man in der Quantenmechanik unter "Zustandspräparation" versteht. Durch die Messung befindet sich das System in dem Eigenzustand, der dem Messwert entspricht.
Viele Grüße,
Nils
willyengland
Verfasst am: 16. Nov 2025 14:46
Titel:
Zuende gedacht würde das bedeuten, alles ist mit allem verknüpft und beeinflusst es auch, also wäre alles eine Messung.
Aber so ganz kann das nicht stimmen, denn es gibt ja in der Realität verschränkte Teilchen, die auch lange "haltbar" sind. Obwohl die Umgebung ständig irgendwie Einfluss nimmt. Also nicht jeder Einfluss ist eine Messung.
MBastieK
Verfasst am: 16. Nov 2025 14:17
Titel:
Es gibt die
Wechselwirkungsfreie Quantenmessung
.
Wikipedia hat Folgendes geschrieben:
In der makroskopischen und „traditionellen“ mikroskopischen Welt verursacht jede Messung eine Störung des beobachteten Zustands. Jedoch erlauben Quanteneffekte in der mikroskopischen Welt der Quanten, Objekte erkennen zu können, ohne diese auch nur einem einzigen Lichtquant aussetzen zu müssen.
Dadurch wird das zu messende Objekt nicht verändert.
Ich habe in dem Kontext schon von zukünftigen gewebe-schonenden Röntgen-Geräten gehört. Vielleicht diskutabel.
Nette Grüsse
Ekki
Verfasst am: 16. Nov 2025 14:07
Titel: Ist eine Messung immer eine Wechselwirkung?
Meine Frage:
Ich habe eine grundlegende Frage zur Struktur von Messprozessen:
Ist eine Messung ? unabhängig vom physikalischen Kontext ? immer eine Form von Wechselwirkung, sodass der erzeugte Effekt untrennbar zum Messergebnis gehört?
Oder anders formuliert:
Wenn ich messe, erzeuge ich dann notwendigerweise einen Effekt, der vorher nicht vorhanden war? Und sollte dieser Effekt als Bestandteil des Messwertes verstanden werden?
Mich interessiert insbesondere, ob diese Sichtweise ausschließlich in der Quantenmechanik relevant ist, oder ob sie (vielleicht abgeschwächt) auch in der klassischen Experimentalphysik gilt.
Meine Ideen:
Mein eigener Gedankengang ist folgender:
Jede Messung erfordert einen physikalischen Eingriff ? sei es durch ein Photon, eine elektrische Spannung, einen Kontakt, eine Kalibrierung, etc.
Dieser Eingriff verändert das System zumindest minimal.
Der Messwert entsteht damit nicht völlig unabhängig vom Eingriff, sondern durch ihn.
In der Quantenmechanik ist das offensichtlich: Die Messung definiert das Ergebnis erst.
In der klassischen Physik wird das oft anders dargestellt, aber praktisch sehe ich dort ebenfalls immer eine (wenn auch kleine) Wechselwirkung.
Daraus ergeben sich für mich zwei Fragen:
Kann man Messung als eine Art ?Erzeugung von Stabilität? verstehen ? also als Setzen eines Schnitts, der zuvor nicht existierte?
Ist Quantisierung (das Auftreten diskreter Werte) eher eine Eigenschaft der Natur oder eher eine Folge unserer Messverfahren und der damit verbundenen Wechselwirkungen?
Mir ist bewusst, dass das in den Bereich der Erkenntnistheorie hineinragt, aber ich möchte hier vor allem die physikalische Perspektive besser verstehen.
Ich freue mich über Einschätzungen von Physikerinnen und Physikern, die experimentell oder theoretisch mit solchen Fragen zu tun haben.