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TomS
BeitragVerfasst am: 23. Apr 2025 21:01    Titel:

Kein Problem. Du kannst das gerne richtigstellen.
TechnikFan
BeitragVerfasst am: 23. Apr 2025 19:59    Titel:

TomS hat Folgendes geschrieben:

Ich bin mir nicht sicher, ob ich verstehe, worauf du hinaus willst.

Ich bin den Thread noch einmal durchgegangen und habe das Gefühl, dass wir z.T. aneinander vorbei geredet haben. Das liegt (mal wieder) daran, dass ich mich nicht präzise genug ausgedrückt habe. Sorry!

Danke für dein Feedback.
TomS
BeitragVerfasst am: 23. Apr 2025 18:31    Titel:

TechnikFan hat Folgendes geschrieben:
"Die Quantenmechanik ist die nützlichste und leistungsfähigste Theorie, die wir haben. Das Problem ist nicht die Messung, sondern das Beharren darauf, den Formalismus als wörtliche Beschreibung der Welt zu interpretieren."

Da ich nicht weiß, in welchem Kontext Mermin dies gesagt hat, kann ich nur vermuten, was er mit "Formalismus als wörtliche Beschreibung der Welt" gemeint haben mag. Ich habe es daher auf die von Bohr u.a. vertretene Aufffassung bezogen, dass man die Verschränkung des Messobjektes auf das Ganze Messgerät usw. ausdehnen muss.

So sagt Bohr dies gerade nicht.

Er bestreitet, dass die Quantenmechanik etwas darüber aussagt, wie sich mikroskopische Quantensysteme tatsächlich verhalten. Und er verweist auf die Notwendigkeit eines klassischen Messgerätes. Würde man die Verschränkung des Messobjektes auf das Messgerät usw. ausdehnen, so wären ja die Zustände gemäß Schrödingers Gedankenexperiment die Folge * – die wir aber gerade nicht beobachten, weswegen zumindest diese Gleichungen der Quantenmechanik die Welt oder Wirklichkeit sicher nicht beschreiben **.

* wobei die TI bestreitet, dass wir geeignete Rechenmethoden anwenden; könnten wir dies tun, würden wir keine derart seltsamen Artefakte finden
** es sei denn, wir glauben an die MWI, derzufolge diese vielen wechselweise unsichtbaren Welten tatsächlich existieren

TechnikFan hat Folgendes geschrieben:
Wenn du unabhängig vom Mermin-Zitat meine Auffassung von der Quantenwelt klassifizieren möchtest, ich sehe die Stärke der Quantentheorie dort, wo die klassische Physik im Mikroskopischen und teilweise auch im Makroskopischen (Supraleitung, Superfluidizität, Verschränkung von Photonen) keine Erklärungen hat. Wenn ein Photon dadurch detektiert wird, dass es auf einer Metalloberfläche ein Elektron aus dem Atomverbund herauslöst und dieses Elektron (in einem Photomultiplier) eine Lawine von weiteren Elektronen freisetzt, dann muss ich nicht die Wellenfunktion des ganzen Messgerätes betrachten und in die Formel einbauen.

Ich bin mir nicht sicher, ob ich verstehe, worauf du hinaus willst.

Beschreibt ein Kepler-Orbit tatsächlich die Bewegung der ISS, oder beschreibt er nur, wo man im Falle einer Beobachtung die ISS mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit finden würde, jedoch nicht, wo sie tatsächlich und auch ohne Beobachtung ist?

Wie verhält es sich mit der Wellenfunktion eines der Elektronen, aus denen die ISS besteht?

Wenn das eine im Sinne Mermins oder in deinem Sinne die Welt beschreibt so wie sie ist, das andere jedoch nicht: warum nicht? Woher stammt der Unterschied, und wo genau zieht man die Grenze? Es gibt auf der ISS nichts, was man ohne Quantenmechanik beschreiben könnte, nicht die Elektronen in Drähten und Chips, nicht die Leiter und Halbleiter, nicht die Festigkeit der Hülle oder die Transparenz der Fenster … warum beschreibt also die Quantenmechanik perfekt diese Eigenschaft der Fenster, aber nicht, wo so ein Fenster ist?

(ich will damit nicht sagen, dass die Quantenmechanik wörtlich zu nehmen ist im Sinne der Schrödingerschen Katzen, dass sie perfekt und vollständig verstanden wäre o.ä.)
TechnikFan
BeitragVerfasst am: 23. Apr 2025 18:23    Titel:

Da ich weder den Standard-QM-Formalismus, noch die QED, die QFT, die TI oder die MWI mathematisch in ausreichender Tiefe nachvollziehen kann, habe ich das Gefühl, dass du mich auf quantenmechanisches Glatteis führen möchtest, und sage deshalb nichts mehr ohne meinen Anwalt. Scherz beiseite ;-)

TomS hat Folgendes geschrieben:
Ich halte derartige Unterscheidungen, die sich ja letztlich bis auf Bohr zurückführen lassen, für hoffnungslos inkonsistent.

Mir ist nicht ganz klar, worauf du dich mit „derartige Unterscheidungen“ beziehst?

Zur Sicherheit habe ich das Zitat von Mermin erst einmal übersetzen lassen (von Google Translate):

"Die Quantenmechanik ist die nützlichste und leistungsfähigste Theorie, die wir haben. Das Problem ist nicht die Messung, sondern das Beharren darauf, den Formalismus als wörtliche Beschreibung der Welt zu interpretieren."

Da ich nicht weiß, in welchem Kontext Mermin dies gesagt hat, kann ich nur vermuten, was er mit "Formalismus als wörtliche Beschreibung der Welt" gemeint haben mag. Ich habe es daher auf die von Bohr u.a. vertretene Aufffassung bezogen, dass man die Verschränkung des Messobjektes auf das Ganze Messgerät usw. ausdehnen muss. (Schrödinger hatte mit der Absurdität seines Katzenbeispiels ja schon dagegen argumentiert).

Bei deinen Klassifizierungen 1 bis 3 ist mir nicht klar, worauf du hinaus willst. Mermin verwendet den Begriff "wörtliche Beschreibung der Welt" und du sprichst von „Beschreibung der Wirklichkeit“.

Wenn du unabhängig vom Mermin-Zitat meine Auffassung von der Quantenwelt klassifizieren möchtest, ich sehe die Stärke der Quantentheorie dort, wo die klassische Physik im Mikroskopischen und teilweise auch im Makroskopischen (Supraleitung, Superfluidizität, Verschränkung von Photonen) keine Erklärungen hat. Wenn ein Photon dadurch detektiert wird, dass es auf einer Metalloberfläche ein Elektron aus dem Atomverbund herauslöst und dieses Elektron (in einem Photomultiplier) eine Lawine von weiteren Elektronen freisetzt, dann muss ich nicht die Wellenfunktion des ganzen Messgerätes betrachten und in die Formel einbauen.
TomS
BeitragVerfasst am: 23. Apr 2025 14:49    Titel:

Ich halte derartige Unterscheidungen, die sich ja letztlich bis auf Bohr zurückführen lassen, für hoffnungslos inkonsistent.

Da wir das Verhalten vieler makroskopischer Systeme letztlich nur quantenmechanisch verstehen, ist eine Trennung im Sinne von "bis zu dieser Größenordnung oder Längenskala aber nicht weiter" schlicht Quatsch. Es gibt also drei Möglichkeiten, Mermin's Aussage "The problem is ... the insistence on interpreting the formalism as a literal description of the world." zu lesen:
1. Wir lesen gegen ihn, d.h. alles, auch den quantenmechanischen Formalismus, als Beschreibung der Wirklichkeit. Warum nicht?
2. Wir lesen nichts in der Physik als Beschreibung der Wirklichkeit, auch nicht die Newtonsche Mechanik.
3. Wir lesen das als Beschreibung der Wirklichkeit, was uns gerade in den Kram passt.

Erkläre mir doch mal kurz in deinen Worten, wo du dich da ungefähr einsortierst. Das muss nicht präzise sein.
TechnikFan
BeitragVerfasst am: 23. Apr 2025 14:32    Titel:

TomS hat Folgendes geschrieben:

TechnikFan hat Folgendes geschrieben:
Ich verstehe diese Aussage so, dass es keinen Sinn macht den QM-Formalismus auf makroskopische Dinge auszuweiten.

Wir tun das seit Jahrzehnten – s.o.

Du hast meine Aussage etwas gekürzt widergegeben, wodurch das, was ich zum Ausdruck bringen wollte, ein bisschen unterdrückt wird.
TechnikFan hat Folgendes geschrieben:

TomS hat Folgendes geschrieben:

David Mermin hat Folgendes geschrieben:

Quantum mechanics is the most useful and powerful theory we have. The problem is not the measurement, but the insistence on interpreting the formalism as a literal description of the world.


Ich verstehe diese Aussage so, dass es keinen Sinn macht den QM-Formalismus auf makroskopische Dinge , oder gar das ganze Universum (wie bei der MWI) auszuweiten.


Die Ausweitung des QM-Formalismus macht dann keinen Sinn, wenn man z.B. den Superpositionszustand eines vor dem Zerfall stehenden Atomkerns ausdehnt auf ein makroskopisches Detektionssystems, eine daran gekoppelte Katze bis hin zum ganzen Universum.
TomS
BeitragVerfasst am: 16. Apr 2025 17:36    Titel:

Danke!

Ganz unter auf der Startseite findest du unter Nutzungsbedingungen / Allgemeines:

Nicht erwünscht sind pseudowissenschaftliche Diskussionen über unfundierte, private "Theorien" außerhalb jeglichen wissenschaftlichen Konsenses, welche etablierte physikalische Theorien und Methoden ignorieren.
TechnikFan
BeitragVerfasst am: 16. Apr 2025 17:10    Titel:

TomS hat Folgendes geschrieben:
TechnikFan hat Folgendes geschrieben:
Ich möchte hier einmal eine andere laienhafte Darstellung vorschlagen:
Was ist, wenn ein Photon ein Punkt-Teilchen ist, dass von einer Wellen-Aura umgeben ist.

Bisher hatten wir doch sichtlich diskutiert. Im Sinne dieses Threads und der Forenregeln ist derartiges nicht, also bitte unterlassen.


Zunächst einmal Danke für dein Feedback auf meine vorangegangenen Beiträge.

Ich sehe ein, dass eine Verzweigung dieses Threads mit einem neuen Gedanken unangebracht ist. Sorry!

Wo finde ich die Forenregeln? Ich habe nur das gefunden
https://www.physikerboard.de/topic,926,-bitte-suchfunktion-benutzen.html
MBastieK
BeitragVerfasst am: 16. Apr 2025 16:53    Titel:

TechnikFan hat Folgendes geschrieben:
Ich möchte hier einmal eine andere laienhafte Darstellung vorschlagen:
Was ist, wenn ein Photon ein Punkt-Teilchen ist, dass von einer Wellen-Aura umgeben ist. Die Wellen-Aura sorgt für interferenzeffekte indem es das Punktteilchen beim Durchgang durch den Doppelspalt ablenkt.

Klingt nach Pilot-Wellen-Theorie oder Bohmsche Mechanik oder De-Broglie-Bohm-Mechanik.

Wikipedia hat Folgendes geschrieben:
De Broglie bezeichnete sie als „Theorie der Führungswelle“ (theorie de l’onde pilote, engl. pilot wave theory).


ChatGPT hat Folgendes geschrieben:
Sie ist eine deterministische Interpretation der Quantenmechanik, im Gegensatz zur Kopenhagener Deutung. Die Theorie geht davon aus, dass Teilchen zu jeder Zeit eine definierte Position haben und von einer sogenannten Pilotwelle gesteuert werden, die sich gemäß der Schrödingergleichung entwickelt.


Nette Grüsse
TomS
BeitragVerfasst am: 16. Apr 2025 16:44    Titel:

TechnikFan hat Folgendes geschrieben:
Ich möchte hier einmal eine andere laienhafte Darstellung vorschlagen:
Was ist, wenn ein Photon ein Punkt-Teilchen ist, dass von einer Wellen-Aura umgeben ist.

Bisher hatten wir doch sichtlich diskutiert. Im Sinne dieses Threads und der Forenregeln ist derartiges nicht, also bitte unterlassen.
TomS
BeitragVerfasst am: 16. Apr 2025 16:37    Titel:

TechnikFan hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:

Niels Bohr hat Folgendes geschrieben:
It is wrong to think that the task of physics is to find out how nature is. Physics concerns what we can say about nature.

Ich denke, Physiker kümmern sich um das, was man über die Natur sagen kann, mit dem Ziel herauszufinden, wie die Natur ist.

Einige Physiker denken das nach wie vor nicht.


TechnikFan hat Folgendes geschrieben:
Dieter Zeh hat Folgendes geschrieben:
The measurement problem only arises if one assumes that the wavefunction describes physical reality. If instead it describes information, then no collapse ever occurs—only an update of knowledge.

Die Wellenfunktion beschreibt ein Quantenobjekt vor dem Kollaps, nur wahrscheinlich nicht vollständig.

Und auch nach der Messung, nämlich im Falle von Folgemessungen, wobei zwischenzeitlich wieder quantenmechanisch gerechnet werden muss.

Vor dem durch eine Messung induzierten Kollaps gibt es übrigens kein einziges Indiz, dass die Beschreibung nicht vollständig wäre.

Und für den Kollaps selbst gibt es im wesentlichen drei Möglichkeiten:
a) ein Postulat a la von Neumann, das nichts erklärt, in der praktischen Anwendung aber oft ausreicht
b) einen Kollaps-Mechanismus im Rahmen der QM inkl. Schrödingergleichung ohne weiteres Postulat
c) eine Erweiterung der QM, siehe z.B. GRW

Wie gesagt, alles ist möglich ...

TechnikFan hat Folgendes geschrieben:
Ich verstehe diese Aussage so, dass es keinen Sinn macht den QM-Formalismus auf makroskopische Dinge auszuweiten.

Wir tun das seit Jahrzehnten – s.o.
TechnikFan
BeitragVerfasst am: 16. Apr 2025 16:32    Titel:

KeinPhysiker123 hat Folgendes geschrieben:
Hi zusammen,

ist das Messproblem eigentlich ein Problem, was sich alle Interpretationen der QM teilen oder nur ein Problem der "kollaps-basierten" Interpretationen?
Denn es entsteht doch nur dann - gewissermaßen nur als "follow-up"-Problem" - wenn man z.B. beim Doppelspalt-Experiment das entestehende Interferenzmuster damit erklärt, dass sich Teilchen wie Wellen verhalten müssen (Interferenz). Denn nur dann stellt sich ja die Frage, wie aus der Superposition "etwas Lokalisierbares" entsteht (Kollaps/Messproblem). Z.B.: die Bohmsche Mechanik (falls ich das richtig verstehe) erspart sich diesen Welle-Teilchen-Dualismus in gewissem Sinne, da dort Teilchen wirklich "Teilchen" bleiben dürfen. Man erkauft sich das aber durch eine Art "Führungswelle" für die Teilchen, die man zusätzlich einführt.


Ich möchte hier einmal eine andere laienhafte Darstellung vorschlagen:
Was ist, wenn ein Photon ein Punkt-Teilchen ist, dass von einer Wellen-Aura umgeben ist. Die Wellen-Aura sorgt für interferenzeffekte indem es das Punktteilchen beim Durchgang durch den Doppelspalt ablenkt. Der Punkt-Teilchen-Anteil sorgt dafür, dass sich genau ein Elektron veranlasst sieht, die Energie des Photon als Austrittsarbeit aus einer Metalloberfläche zu verwenden, und so ein Detektorereignis wie bei einem Photomultiplier auslösst. Oder alternativ sorgt es für eine chemische Reaktion bei einem Atom (oder Molekül) an einem Punkt auf einer Photoplatte.
TomS
BeitragVerfasst am: 16. Apr 2025 16:27    Titel:

TechnikFan hat Folgendes geschrieben:
Ich teile hier die Ansicht von DrStupid. Messgeräte oder Detektionssysteme sind makroskopisch und unterliegen somit nicht mehr den QM-Rechenregeln. Eine Superposition gibt es da nicht.

Das ist so nicht zutreffend.

Zunächst mal bestehen alle makroskopischen Systeme aus quantenmechanischen Freiheitsgraden (Atomen, Molekülen ...). Zum zweiten verstehen wir makroskopische Systeme heute fast ausschließlich mittels quantenmechanischer Methoden; klassische Berechnungen sind entweder aus der Quantenmechanik abgeleitete Näherungen (in vielen Fällen in der Festkörperphysik) oder völlig wertlos (Supraleiter, Superfluidität, Quanten-Hall-Effekt, Laser ...). Und last but not least gibt es selbstverständlich makroskopische Quantensysteme mit mesoskopischen quantenmechanische Superpositionen, z.B. ~10⁵ Cooper-Paare in Supraleitern, in denen sich zwei gegenläufige, wechselwirkungsfreie Ströme überlagern.

Alle diese Systeme unterliegen den quantenmechanischen Rechenregeln, ohne diese könnten wir ihr Verhalten und ihre Funktion nicht erklären, auch keinen Transistor und keine Photozelle. Wir verstehen den Übergang quantenmechanisch-zu-klassisch also in vielen Fällen sehr gut, nicht jedoch für das Detektionsproblen.

TechnikFan hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Es geht darum, wie man eine Messung (bzw. spez. eine Detektion im von uns verwendeten Sinne) an / von Quantensystemen mittels der Quantenmechanik vollständig und konsistent beschreiben kann.

Somit ist die QM eigentlich "unvollständig" (Einstein wird es freuen, auch wenn er es vielleicht etwas anders gemeint hat)

Dazu gibt es durchaus verschiedenen Meinungen: Penrose, GRW u.a. sind tatsächlich der Meinung, die QM sei unvollständig, andere wie z.B. der hier evtl. mitlesende Prof. Neumaier sind der Meinung, die QM sei vollständig, jedoch bei weitem noch nicht vollständig verstanden; das Messproblem wäre dann eben durch neue mathematische Methoden im etablierten Rahmen der QM zu lösen.

TechnikFan hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Tim Maudlin hat Folgendes geschrieben:
1. The wave function of a system provides a complete description of the system.

Da die QM unvollständig ist, kann man diese Aussage bezweifeln.

Niemand weiß, ob die QM unvollständig ist.

TechnikFan hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Tim Maudlin hat Folgendes geschrieben:

2. The wave function always evolves according to a linear dynamical equation (e.g., the Schrödinger equation).

Der Kollaps widerlegt wohl das "always".

Nein, das tut er nicht. Auch wenn man die MWI nicht mag, liefert sie einen subjektiv wahrgenommen Kollaps ausschließlich auf Basis der Schrödingergleichung; und die TI bzw. referenzierte Arbeiten liefern für einfache Systeme ähnliches. D.h. die Argumentation, dass mikroskopische Superpositionen makroskopische Superpositionen erzwingen, wir diese jedoch nicht beobachten und deswegen einen zusätzlichen Kollaps-Mechanismus benötigen, darf bezweifelt werden.

Man hat da auch nach ziemlich genau hundert Jahren noch keinen festen Grund.
TechnikFan
BeitragVerfasst am: 16. Apr 2025 15:52    Titel:

TomS hat Folgendes geschrieben:

Niels Bohr hat Folgendes geschrieben:
It is wrong to think that the task of physics is to find out how nature is. Physics concerns what we can say about nature.

Ich denke, Physiker kümmern sich um das, was man über die Natur sagen kann, mit dem Ziel herauszufinden, wie die Natur ist.

TomS hat Folgendes geschrieben:

Dieter Zeh hat Folgendes geschrieben:
The measurement problem only arises if one assumes that the wavefunction describes physical reality. If instead it describes information, then no collapse ever occurs—only an update of knowledge.

Die Wellenfunktion beschreibt ein Quantenobjekt vor dem Kollaps, nur wahrscheinlich nicht vollständig.

TomS hat Folgendes geschrieben:

David Mermin hat Folgendes geschrieben:
Quantum mechanics is the most useful and powerful theory we have. The problem is not the measurement, but the insistence on interpreting the formalism as a literal description of the world.

Ich verstehe diese Aussage so, dass es keinen Sinn macht den QM-Formalismus auf makroskopische Dinge , oder gar das ganze Universum (wie bei der MWI) auszuweiten.
Diese Meinung habe ich schon seit einiger Zeit.
Ich möchte hier noch einmal darauf hinweisen, dass ich nur ein interessierter QM-Laie bin.
TechnikFan
BeitragVerfasst am: 16. Apr 2025 15:35    Titel:

TomS hat Folgendes geschrieben:
DrStupid hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Es gibt z.B. kein Messproblem bzgl. der Messung von Massen, Stromstärken o.ä. Selbst wenn ich ein System betrachte, das ich ausschließlich mittels der Quantenmechanik korrekt beschreiben kann, gibt es viele Messungen, für die das Messproblem normalerweise irrelevant ist.

Beim Messproblem geht es ja auch nicht um den Unterschied zwischen Messung und Detektion, sondern zwischen quantenmechanischen und klassischen Systemen.

Letzteres nein, da alle Systeme quantenmechanischer Natur sind.

Ich teile hier die Ansicht von DrStupid. Messgeräte oder Detektionssysteme sind makroskopisch und unterliegen somit nicht mehr den QM-Rechenregeln. Eine Superpostion gibt es da nicht.

TomS hat Folgendes geschrieben:
Es geht darum, wie man eine Messung (bzw. spez. eine Detektion im von uns verwendeten Sinne) an / von Quantensystemen mittels der Quantenmechanik vollständig und konsistent beschreiben kann.

Somit ist die QM eigentlich "unvollständig" (Einstein wird es freuen, auch wenn er es villeicht etwas anders gemeint hat)

TomS hat Folgendes geschrieben:

Tim Maudlin hat Folgendes geschrieben:
1. The wave function of a system provides a complete description of the system.

Da die QM unvollständig ist, kann man diese Aussage bezweifeln.
TomS hat Folgendes geschrieben:

Tim Maudlin hat Folgendes geschrieben:

2. The wave function always evolves according to a linear dynamical equation (e.g., the Schrödinger equation).

Der Kollaps widerlegt wohl das "always".
TomS
BeitragVerfasst am: 16. Apr 2025 11:20    Titel:

KeinPhysiker123 hat Folgendes geschrieben:
Zitat:
It is wrong to think that the task of physics is to find out how nature is.


Naja. Das ist schon hart.
Also auch wenn das Bohr gesagt hat, sorry: würde man denn nicht eher das Gegenteil von der Physik als Wissenschaft erwarten?? Dass sie doch etwas darüber aussagt, was in der physikalischen Welt existiert?

Das musst du Bohr fragen; was ich davon halte, steht in meiner Signatur.

Ernsthaft: Tatsache ist, dass diese positivistische / instrumentalistische Haltung nicht nur vorherrschende Meinung über einige Jahrzehnte war (Einstein, Schrödinger waren Ausnahmen), und dass diese Haltung nicht nur aus rein pragmatischen Gründen vertreten wurde, sondern dass andere Haltungen teilweise geradezu unterdrückt wurden.

Oppenheimer zur Bohmschen Mechanik als explizitem Gegenbeispiel zu einem angeblich exakten Beweis (von Neumanns?), der die Bohrsche (orthodoxe) Haltung untermauerte:

"If we cannot disprove Bohm, then we must agree to ignore him."

Es gibt tatsächlich weitere unschöne Briefe, offizielle Schreiben zu Veröffentlichungen und andere Vorfälle aus dieser Ecke. Rosenfeld sozusagen als Sprachrohr Bohrs schriftlich an Bohm:

"I shall certainly not enter into any controversy with you or anybody else on the subject of complementarity, for the simple reason that there is not the slightest controversial point about it. It is just because we have undergone this process of purification through error that we feel so sure of our results... there is no truth in your suspicion that we may just be talking ourselves into complementarity by a kind of magical incantation. I am inclined to return that it is just among your Parisian admirers that I notice some disquieting signs of primitive mentality."

Ähnliches im Umfeld der Dissertation von Everett (many worlds interpretation), wobei Wheeler veranlasste, dass Everett seine Arbeit umschreiben und die Aussagen abschwächen sollte.

Es gibt die Aussage, eine Veröffentlich Bohrs mit einer Erwiderung zu EPR (Bogr schrieb immer recht verworren), wäre in der Erstausgabe mit vertauschten Seiten erschienen, und keiner hat's gemerkt, weil allein die Tatsache, dass Bohr eine Erwiderung schrieb, ausreichend gewesen sei, dass es eben so nicht sein kann; lesen musste man das nicht unbedingt.

Wenn dich Interpretationen der QM und diese Entwicklung interessiert, dann empfehle ich
What Is Real? The Unfinished Quest for the Meaning of Quantum Physics
von Adam Becker.


KeinPhysiker123 hat Folgendes geschrieben:
Zitat:
Quantum mechanics is the most useful and powerful theory we have. The problem is not the measurement, but the insistence on interpreting the formalism as a literal description of the world.

Ich bin der Meinung, dass ein Formalismus - so gut er auch funktioniert - keine Theorie ist. Eine Theorie muss ihre ontologische Spezifikation klar aussprechen. Es wäre daher interessant, ob sich zumindest einige Interpretationen der QM empirisch falsifizieren lassen (zumindest prinzipiell).

Wenn wir Popper folgen, dann muss eine Theorie quantitative und experimentell falsifizierbare Vorhersagen machen, und diese müssen sich in konkreten Experimenten dieser Falsifizierung bis zu einem gewissen Grad / in einem gewissen Bereich widersetzen, d.h. die Vorhersagen müssen wahr sein.

Das ist auch für die QM gegeben, wenn man sie rein instrumentalistisch anwendet, also Wahrscheinlichkeiten für Messergebnisse berechnet und diese bestätigt findet; letztlich war die vorherrschende Praxis der ersten Jahrzehnte, und die Quantentheorie als übergeordneter theoretischer Rahmen (mit ihren Disziplinen der nicht-rel. Quantenmechanik sowie der rel. Quantenfeldtheorie) hat sich als Theorie in exzellenter Weise bewährt.

Ich verstehe aber deinen Einwand, teile ihn, und wir sind damit keineswegs alleine.

Zur Falsifikation von Interpretationen:

Zunächst mal muss man festhalten, dass Interpretation häufig verstanden wird als Interpretation des immer identischen Formalismus, was tatsächlich nicht gegeben ist. Bohm verwendet Teilchenkoordinaten, Everett (und die neueren Lesarten) verzichten auf den Kollaps (und auf die Auszeichnung der möglichen Ergebnisse einer Messung mittels einer Observablen-Algebra)

Dann ist es schwierig, eine Interpretation wie die orthodoxe / Kopenhagener Interpretation zu falsifizieren, da sie sich gewissermaßen selbst immunisiert: es gibt keine quantenmechanische Definition von "Messung", und es gibt keine Präzisierung, wo die Gültigkeit der Schrödingergleichung endet, d.h. wann man den "Kollaps" bemühen muss. Man ist in der Lage, Quantensysteme in immer größerem Maßstab zu präparieren und quantenmechanisches Verhalten nachzuweisen. Ohne eine Präzisierung der Gültigkeitsgrenze ist das nicht falsifizierbar.

Ähnliches kann man aber auch gegen die Many-Worlds Interpretation anführen, insofern sie die reale Existenz von "makroskopisch verschiedenen Welten" akzeptiert, die (recht zwanglos) aus dem Formalismus folgen und keiner Kunstgriffe und keines extra Postulates bedürfen. Insofern sie nachweisbar sind, trifft die MWI dieselben Vorhersagen wie andere Interpretationen, und insofern sie nicht nachweisbar sind, entspricht das gerade den mathematischen Vorhersagen der Dekohärenz (wobei die MWI hier zurecht von Prof. Neumaier deutlich kritisiert wird; später mehr).

Formuliert man beide Interpretationen (bei ersterer handelt es sich eher um eine Klasse von Interpretationen) genügend scharf, so lässt sich evtl. ein Experiment zumindest gedanklich konstruieren.
KeinPhysiker123
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 23:41    Titel:

Zitat:
It is wrong to think that the task of physics is to find out how nature is.


Naja. Das ist schon hart.
Also auch wenn das Bohr gesagt hat, sorry: würde man denn nicht eher das Gegenteil von der Physik als Wissenschaft erwarten?? Dass sie doch etwas darüber aussagt, was in der physikalischen Welt existiert?

Zitat:
Quantum mechanics is the most useful and powerful theory we have. The problem is not the measurement, but the insistence on interpreting the formalism as a literal description of the world.


Ich bin der Meinung, dass ein Formalismus - so gut er auch funktioniert - keine Theorie ist. Eine Theorie muss ihre ontologische Spezifikation klar aussprechen. Es wäre daher interessant, ob sich zumindest einige Interpretationen der QM empirisch falsifizieren lassen (zumindest prinzipiell).
TomS
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 22:13    Titel:

KeinPhysiker123 hat Folgendes geschrieben:
Ok, verstehe.

Mir ging es … eher darum, ob das Messproblem sich nur im Kontext des "Kollaps'" stellt. Ich vermute, dass Erklärungen, die ohne auskommen das Problem nicht haben bzw. - platt gesagt - ihre "eigenen Probleme" wo anders hin verschieben.

Ein "Kollaps" im weitesten Sinn ist immer notwendig, da ein nicht lokalisiertes mathematisches Objekt nicht plötzlich ein eng lokalisiertes Detektorereignis beschreiben kann. Der Ausweg besteht darin, letzteres auszuklammern und explizit nicht zu beschreiben: man engt die Gültigkeit der QM auf statistische Aussagen über ein Ensemble ein, oder man verschiebt ihre Bedeutung weg von einer Beschreibung eines realen Prozesses hin zu einer Beschreibung des subjektiven Wissens über diesen Prozess.

Man ändert nichts an der Tatsache, dass ein nicht lokalisiertes mathematisches Objekt das beobachtete Detektorereignis nicht beschreibt; man ignoriert diese Tatsache.

Niels Bohr hat Folgendes geschrieben:
It is wrong to think that the task of physics is to find out how nature is. Physics concerns what we can say about nature.

Dieter Zeh hat Folgendes geschrieben:
The measurement problem only arises if one assumes that the wavefunction describes physical reality. If instead it describes information, then no collapse ever occurs—only an update of knowledge.

Christopher Fuchs hat Folgendes geschrieben:
Quantum theory does not describe physical reality directly. It is a tool each agent uses to organize their own experiences and beliefs about future experiences

David Mermin hat Folgendes geschrieben:
Quantum mechanics is the most useful and powerful theory we have. The problem is not the measurement, but the insistence on interpreting the formalism as a literal description of the world.
KeinPhysiker123
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 20:43    Titel:

Ok, verstehe.

Mir ging es auch nur am Rande um die Bohmsche Theorie als Beispiel, sondern eher darum, ob das Messproblem sich nur im Kontext des "Kollaps'" stellt. Ich vermute, dass Erklärungen, die ohne auskommen das Problem nicht haben bzw. - platt gesagt - ihre "eigenen Probleme" wo anders hin verschieben.

Übrigens, wie ist es eigentlich mit den "Interpretationen" der QM gemeint? Sie alle(?) machen ja mehr oder weniger die gleichen Vorhersagen, aber sind sie prinzipiell alle nicht voneinander unterscheidbar, oder ist es bis jetzt lediglich nicht gelungen entsprechende Experimente zur Unterscheidung bestimmter Erklärungen vorzuschlagen?
TomS
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 19:05    Titel:

Die Bohmsche Mechanik funktioniert für Teilchen in sehr einfachen Fällen, hat aber letztlich nichts zur Quantenfeldtheorie und deren Ergebnissen aus den letzten Jahrzehnten zu sagen.

https://arestyrurj.libraries.rutgers.edu/index.php/arestyrurj/article/download/157/121
PARTICLE TRAJECTORIES FOR COMPTON SCATTERING IN ONE SPACE DIMENSION
Using a relativistic extension of Bohmian Me-
chanics known as Multi-Time Wave Function formula-
tion, we examine a two-body, one-dimensional sys-
tem
consisting of one photon and one electron that
interact only upon contact. We investigate the effects
that various parameters in this theory including mo-
mentum of the incoming photon and mass of the
electron have on the dynamics of the two interact-
ing bodies with the goal of understanding conser-
vation of momentum and energy in the system. We
show that the core principles of Compton scattering
remain when we use this alternative formulation of
quantum mechanics. Although a complete relativ-
istic theory of Bohmian mechanics has yet to be de-
veloped
, our work aims to make the ideas in this the-
ory more accessible to a wider audience.

Danach habe ich nicht weitergelesen ☹️

Das Paper ist von 2021.


https://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.85.231
Radiative Corrections to Compton Scattering
L. M. Brown, R. P. Feynman
Corrections of order e^6 to the differential cross section for Compton scattering of unpolarized radiation by electrons are computed. The results for corrections ascribable to virtual photons are finite, relativistically invariant, and valid at all energies, but contain a term which depends logarithmically on an assumed small photon mass 𝜆. A cross section of the same order has also been obtained for double Compton scattering in which one of the emitted photons has an energy small compared to the rest mass of the electron (with the electron initially at rest). This contains a term depending on ln⁡𝜆 which exactly compensates the similar term arising from virtual quanta in all observable cases. Approximations for low and high energies, as well as numerical results, are given. These disagree with results obtained previously by Schafroth.

Dieses Paper stammt aus dem Jahr 1952 – witzigerweise aus dem selben Jahr wie David Bohms "A Suggested Interpretation of the Quantum Theory in Terms of ‘Hidden’ Variables".

D.h. seit dem Vorschlag Bohms ist zu dem Thema eigentlich nichts vorangegangen, während umgekehrt die QED zur selben Zeit zum selben Thema schon längst Ergebnisse produzierte. Die Klein-Nishina-Formel zur Compton-Streuung – die Herleitung ist eine Übungsaufgabe in Kursen zur QFT – stammt sogar noch aus den 20er Jahren, fast zeitgleich zu de Broglie und dem allerersten Entwurf, der später von Bohm wieder aufgegriffen wurde.
KeinPhysiker123
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 17:52    Titel:

Hi zusammen,

ist das Messproblem eigentlich ein Problem, was sich alle Interpretationen der QM teilen oder nur ein Problem der "kollaps-basierten" Interpretationen?
Denn es entsteht doch nur dann - gewissermaßen nur als "follow-up"-Problem" - wenn man z.B. beim Doppelspalt-Experiment das entestehende Interferenzmuster damit erklärt, dass sich Teilchen wie Wellen verhalten müssen (Interferenz). Denn nur dann stellt sich ja die Frage, wie aus der Superposition "etwas Lokalisierbares" entsteht (Kollaps/Messproblem). Z.B.: die Bohmsche Mechanik (falls ich das richtig verstehe) erspart sich diesen Welle-Teilchen-Dualismus in gewissem Sinne, da dort Teilchen wirklich "Teilchen" bleiben dürfen. Man erkauft sich das aber durch eine Art "Führungswelle" für die Teilchen, die man zusätzlich einführt.
DrStupid
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 15:13    Titel:

Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Das Sehen selbst geschieht ja im Gehirn, dem eigentlichen Messapparat, das sicher ein nach meiner Definition klassisches Objekt ist.


Das Sehen beginnt auf der Netzhaut. Manche optische Täuschungen entstehen schon dort und nicht erst im Gehirn. Und ob das Gehirn wirklich ein klassisches Objekt ist, muss erst noch gezeigt werden.

Das Sehen eines Photons ist ein Prozess, der mit seiner Absorption in der Netzhaut beginnt. Das ist im Grunde wie die Detektion eines Photons mit einem Sekundärelektronenvervielfacher. Die fängt ja auch nicht erst dem Computer statt an den er angeschlossen ist. Bei einzelnen Photonen sind wir da in beiden Fällen in der Quantenmechanik.
TomS
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 15:09    Titel:

Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Vielleicht handelt es sich auch nur um ein Scheinproblem …

Solange es niemand berechnen kann, ist es ein Problem. Und sollte es gelöst werden, dann wäre es ein gelöstes Problem 😉

Deine Idee, dass die Verschränkung mit makroskopischen Systemen zur Lokalisierung folgt, ist gut, aber nicht neu.
TomS
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 15:07    Titel:

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Für Detektionen im Sinne des Messproblems ist es für alle relevant.


Ja theoretisch, aber nicht praktisch. Du hast ja oben selbst Beispiele für Messungen genannt, bei denen man sich keine Gedanken darüber machen muss … Der Zustand eines einzelnen Atoms, der da rein gemischt wird, geht im ganzen Rest komplett unter.

Lass es uns doch umdrehen, und die Messgeräte diskutieren, die für das Messproblem relevant sind: jede Art von Teilchendetektoren, Einzeldetektoren für Photonen in zwei-Wege- und Bell-Experimenten, Einzeldetektoren für Zerfälle … und Messgeräte für makroskopische diverse Quantenzustände.
Sonnenwind
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 14:47    Titel:

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Was sind ein klassische Objekte? [...] Alle Objekte, die wir mit bloßem Auge sehen können, zählen sicherlich dazu.

Also auch Photonen? Streng genommen sind die sogar das einzige, was wir sehen können.

Das Photon ist hier ja das Messobjekt, das auf den "Schirm", die Netzhaut, trifft.

Das Sehen selbst geschieht ja im Gehirn, dem eigentlichen Messapparat, das sicher ein nach meiner Definition klassisches Objekt ist.
DrStupid
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 14:21    Titel:

Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Was sind ein klassische Objekte? [...] Alle Objekte, die wir mit bloßem Auge sehen können, zählen sicherlich dazu.


Also auch Photonen? Streng genommen sind die sogar das einzige, was wir sehen können.
Sonnenwind
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 14:17    Titel:

Vielleicht handelt es sich auch nur um ein Scheinproblem. Wenn ein klassisches Objekt mit einem Quantenobjekt in starke Wechselwirkung tritt, z.B. durch Absorption, so verschränkt sich das Quantenobjekt mit dem klassischen Objekt. Da das klassische Objekt aber "weiß wo es ist", schränkt das die Eigenschaften des Quantenobjekts stark ein: Das Quantenobjekt wurde vermessen.

Was sind ein klassische Objekte? Sicherlich Objekte, deren Wellenfunktionen infolge ihrer eigenen Gravitation nicht mehr zerfließen können (Schrödinger-Newton-Gleichung). Alle Objekte, die wir mit bloßem Auge sehen können, zählen sicherlich dazu.

Das kann man sich bildlich so vorstellen: Ich schieße einen Ball bei Nacht in eine dunkle Scheune und habe keine Taschenlampe dabei. Der Ball ist also in der Scheune "verteilt". Wenn ich den Ball aber ertastet habe, so ist seine Position mit meiner verschränkt und da ich hier das klassische Objekt darstelle, ist das andere Objekt gemessen.
DrStupid
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 13:53    Titel:

TomS hat Folgendes geschrieben:
Für Detektionen im Sinne des Messproblems ist es für alle relevant.


Ja theoretisch, aber nicht praktisch. Du hast ja oben selbst Beispiele für Messungen genannt, bei denen man sich keine Gedanken darüber machen muss. Schrödingers Katze ist auch nur theoretisch ein quantenmechanisches System. Praktisch ist das irrelevant. Da ist sie ganz klassisch entweder tot oder lebending - auch wenn man nicht nachsieht. Der Zustand eines einzelnen Atoms, der da rein gemischt wird, geht im ganzen Rest komplett unter.

Und das alles hat wiederum nichts mit dem Unterschied zwischen Messung und Detektion zu tun. Das ist nochmal ein anderes Thema.
TomS
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 13:22    Titel:

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Letzteres nein, da alle Systeme quantenmechanischer Natur sind.

Das ist aber nicht bei allen relevant.

Für Detektionen im Sinne des Messproblems ist es für alle relevant.
DrStupid
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 13:16    Titel:

TomS hat Folgendes geschrieben:
Letzteres nein, da alle Systeme quantenmechanischer Natur sind.


Das ist aber nicht bei allen relevant.
TomS
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 12:11    Titel:

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Es gibt z.B. kein Messproblem bzgl. der Messung von Massen, Stromstärken o.ä. Selbst wenn ich ein System betrachte, das ich ausschließlich mittels der Quantenmechanik korrekt beschreiben kann, gibt es viele Messungen, für die das Messproblem normalerweise irrelevant ist.

Beim Messproblem geht es ja auch nicht um den Unterschied zwischen Messung und Detektion, sondern zwischen quantenmechanischen und klassischen Systemen.

Letzteres nein, da alle Systeme quantenmechanischer Natur sind.

Es geht darum, wie man eine Messung (bzw. spez. eine Detektion im von uns verwendeten Sinne) an / von Quantensystemen mittels der Quantenmechanik vollständig und konsistent beschreiben kann.

John Bell hat Folgendes geschrieben:
The problem is not that quantum mechanics cannot predict the outcome of measurements, but that the formalism of quantum mechanics does not tell us what constitutes a measurement and how definite outcomes are selected from the possible superposition of states.

Tim Maudlin hat Folgendes geschrieben:
1. The wave function of a system provides a complete description of the system.
2. The wave function always evolves according to a linear dynamical equation (e.g., the Schrödinger equation).
3. Measurements have definite outcomes.

David Albert hat Folgendes geschrieben:
The measurement problem is the conflict between the deterministic, linear evolution of the wave function and the appearance of definite, individual outcomes when measurements are made.

Arnold Neumaier hat Folgendes geschrieben:
A complete solution of the measurement problem would consist of three separate parts:
1. A derivation of the states ρ and the operators Pk from the microscopic description of typical macroscopic quantum systems that serve as sources and detectors. This is the classicality problem of quantum measurement.
2. A description of a single measurement, deriving both the measurement result and its accuracy from the state and the dynamics of the composite quantum system formed by a measured system and a detector. This is the definite outcome problem of quantum measurement.
3. To show that a single particle moving along a beam triggers at most one of an array of detection elements. This is the unique outcome problem of quantum measurement.
TomS
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 11:47    Titel:

masterpie hat Folgendes geschrieben:
Was verstehe ich falsch?
Stromstärke messe ich seit langer Zeit mit Amperemeter (Bauweise egal).

Du verstehst evtl. falsch, als dass du meinst, wir würden uns da widersprechen.
DrStupid
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 11:37    Titel:

masterpie hat Folgendes geschrieben:
Was verstehe ich falsch?


Das Problem ist, dass wir hier im Bereich Quantenphysik sind, während der Unterschied zwischen Messung und Detektion nicht auf die Quantenphysik beschränkt ist. Da kann man schnell aneinander vorbei reden.
Telefonmann
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 11:34    Titel:

Bereits Einstein hat den Formalismus der Quantenmechanik als unvollständig kritisiert, weil es im Rahmes dieses Formalismus nur schlecht bis gar nicht formulierbar ist, was bei einer Messung genau passiert.

Die Auswahl eines konkreten Zustandes aus vielen möglichen quantenmechanischen Zuständen wird als Kollaps der Wellenfunktion bezeichnet. Dieser kann aktuell nicht selbst durch die Quantenmechanik vollständig beschrieben werden.

Siehe dazu auch ein Short mit Roger Penrose There are two kinds of reality
DrStupid
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 11:29    Titel:

TomS hat Folgendes geschrieben:
Es gibt z.B. kein Messproblem bzgl. der Messung von Massen, Stromstärken o.ä. Selbst wenn ich ein System betrachte, das ich ausschließlich mittels der Quantenmechanik korrekt beschreiben kann, gibt es viele Messungen, für die das Messproblem normalerweise irrelevant ist.


Beim Messproblem geht es ja auch nicht um den Unterschied zwischen Messung und Detektion, sondern zwischen quantenmechanischen und klassischen Systemen.
masterpie
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 11:17    Titel:

Was verstehe ich falsch?
Stromstärke messe ich seit langer Zeit mit Amperemeter (Bauweise egal).

" Eine Messung ist der experimentelle Vorgang, durch den ein spezieller Wert einer physikalischen Größe als Vielfaches einer Einheit oder eines Bezugswertes ermittelt wird.
"
https://www.wikiwand.com/de/articles/Messung
TomS
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 11:03    Titel:

Ok, klar.

Mir sind alte Detektoren egal, ich rede hier von neuen.

Ich würde diese nicht allgemein als Messgeräte bezeichnen, denn das suggeriert, es gäbe ein allgemeines Messproblem, obwohl es in Wirklichkeit eben insbs. ein spezielles Detektionsproblem bzgl. des modernen Detektorverständnisses gibt.

Es gibt z.B. kein Messproblem bzgl. der Messung von Massen, Stromstärken o.ä. Selbst wenn ich ein System betrachte, das ich ausschließlich mittels der Quantenmechanik korrekt beschreiben kann, gibt es viele Messungen, für die das Messproblem normalerweise irrelevant ist.

Ich würde jetzt nicht behaupten wollen, alle Messungen ließen sich auf Orts- und Impulsmessungen = Detektionen zurückführen, aber für viele, die man im Zuge des Messproblems betrachtet, gilt das tatsächlich: Interferenzmuster hinter dem Doppelspalt, zwei-Wege-Experimente von Photonen, Stern-Gerlach-artige Messungen, Bell-Experimente ...
DrStupid
BeitragVerfasst am: 15. Apr 2025 09:50    Titel: Re: Messung oder Detektion

TomS hat Folgendes geschrieben:
Detektoren liefern je einzelnem Detektorereignis für alle detektierten Teilchen (im Rahmen kleiner Unschärfen) präzise Werte für Orte und Impulse / Energien / Massen. Das ist quantitativ.


Das habe ich doch oben schon geschrieben. Solche Teilchendetektoren sind eigentlich Messgeräte. Dass man sie trotzdem als Detektoren bezeichnet, dürfte historische Gründe haben. Ihre frühen Vorfahren, wie z.B. Geigerzähler, waren noch richtige Detektoren.
TomS
BeitragVerfasst am: 14. Apr 2025 18:16    Titel: Re: Messung oder Detektion

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Ganz allgemein ist eine Messung quantitativ und eine Detektion qualitativ.

Inwiefern?

Detektoren liefern je einzelnem Detektorereignis für alle detektierten Teilchen (im Rahmen kleiner Unschärfen) präzise Werte für Orte und Impulse / Energien / Massen. Das ist quantitativ.
DrStupid
BeitragVerfasst am: 14. Apr 2025 18:09    Titel: Re: Messung oder Detektion

TechnikFan hat Folgendes geschrieben:
Der Begriff Messung ist nach meinem (sehr beschränkten) physikalischen Verständnis eigentlich nur dann sinnvoll, wenn man z.B. mehrere Detektionsergebnisse zu einem Gesamtergebnis zusammenfasst wie z.B. zu einer statistischen Verteilung.


Ganz allgemein ist eine Messung quantitativ und eine Detektion qualitativ. Dass das nicht das Gleiche ist, sieht man schon daran, dass man bei Messungen zwischen einer Detektionsgrenze und einer Quantifizierungsgrenze unterscheidet. Dazwischen hat man bestenfalls eine Detektion und erst darüber eine Messung.

Und ja, bei Einzelereignissen braucht man für einen Messwert genügend Detektionen für eine brauchbare Statistik. Eine Statistik mit n=1 taugt bestenfalls als Running Gag unter Wissenschaftlern. Dass man die Begriffe manchmal nicht klar unterscheidet, liegt möglicherweise daran, dass bei Detektionen Messungen im Spiel sein können. Ein Teilchendetektor liefert ja auch erstmal nur jede Menge Zahlen aus denen die Existenz einzelner Teilchen mühsam extrahiert werden muss.

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