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John G.
Gast
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 John G. Verfasst am: 05. Okt 2012 21:36 Titel: Wellen / Teilchen -Dualismus |
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Meine Frage:
Ich wollte hier im Forum mal frecherweise den Wellen / Teilchen -Dualismus in Frage stellen. Was sind eure Ansichten dazu ?
Meine Ideen:
Nehmen wir z.B. ein Elektron im Doppelspalt-Experiment. Ich behaupte, es ist und bleibt immer ein Teilchen. Nur wenn es in Bewegung ist, dann "reist" es auf/als eine(r) Welle. Daher die kuriosen Daten die man bei diesem Experiment bekommt.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 05. Okt 2012 21:45 Titel: |
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So könnte man es sagen, wenn es reist, dann als Welle.
Nur: das Problem ist, warum soll das Elektron wissen, dass es jetzt gerade beobachtet wird und daher bitteschön ein Teilchen sein soll? Es interagiert mit dem Doppelspalt als Welle, mit dem Schirm dagegen als Teilchen. Worin liegt der Unterschied? Und inwiefern spürt das Elektron diesen Unterschied?
btw.: ich halte den Begriff Welle-Teilchen-Dualismus insofern für überholt als er suggeriert, das Elektron wäre einmal Welle und einmal Teilchen; oder es wäre sowohl Welle als auch Teilchen. In Wahrheit ist es weder Welle noch Teilchen.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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John G.
Gast
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| John G. Verfasst am: 05. Okt 2012 21:59 Titel: |
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Hm, ja ich weiss schon was du meinst.
Ich möchte dir mal meine Überlegung aufzeigen. Sie ist allerdings mehr philosophischer Natur, als mathematisch begründbar.
Ich nehme mal als gaaaanz grobes Beispiel zwei Magnete, welche sich abstoßen. Die legst du auf den Tisch und schiebst ein magnet versuchsweise immer richtung des andern. Du weisst ja, der andere weicht irgenwann zurück, weil die magnetische Kraft größer als die Gravitation und Reibungskräfte, etc. des anderen magneten sind.
Dieses Ausweichen geschieht für den Beobachter jedoch nicht oder meistens nicht linear/gleichmäßig sondern ruckweise.
Diese ruckartige Bewegung könnte man mathematisch auch als Welle darstellen.
Das Magnet bewegt sich also als Welle, bleibt jedoch selbst immer ein Teilchen/ Festkörper.
Die Interferenzen die es bei dem Doppelspalt experiment gibt, lassen mich persönlich an eine Kraft / Energie / Elementarteilchen (Information) glauben, die noch nicht nachgewiesen worden ist. Sie wäre auch die Begründung für das Lokalitäten bzw. Nichtlokalitäten Phänomen.
Aber ist halt nur so ne Theorie von mir ... beweisen kann ichs noch nicht.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 05. Okt 2012 22:08 Titel: |
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Sorry, aber eine Theorie, die weder als mathematisches Modell formuliert werden kann, noch experimentelle Vorhersagen macht bzw. überprüfbar ist, ist keine Theorie sondern Spekulation.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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John G.
Gast
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| John G. Verfasst am: 05. Okt 2012 22:15 Titel: |
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Natürlich ist es Spekulation, rein eine Überlegung von mir.
Wäre es eine Theorie die ich nachweisen könnte, dann würde man mich nächstes Jahr nach Stockholm einladen. 
Nee, ich wollte doch nur zum Nachdenken anregen über Sinn oder Unsinn.
Vielleicht scheitern meine Überlegungen ja schon vom Ansatz her.
Ich lass mich gern belehren.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 05. Okt 2012 22:21 Titel: |
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Deine Idee ist zu spekulativ bzw. zu schwammig formuliert, um sie bewerten zu können.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 305
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| Günther Verfasst am: 06. Okt 2012 09:28 Titel: |
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| John G. hat Folgendes geschrieben: | Ich nehme mal als gaaaanz grobes Beispiel zwei Magnete, welche sich abstoßen. Die legst du auf den Tisch und schiebst ein magnet versuchsweise immer richtung des andern. Du weisst ja, der andere weicht irgenwann zurück, weil die magnetische Kraft größer als die Gravitation und Reibungskräfte, etc. des anderen magneten sind.
Dieses Ausweichen geschieht für den Beobachter jedoch nicht oder meistens nicht linear/gleichmäßig sondern ruckweise.
Diese ruckartige Bewegung könnte man mathematisch auch als Welle darstellen.
Das Magnet bewegt sich also als Welle, bleibt jedoch selbst immer ein Teilchen/ Festkörper.
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Mir scheint, du möchtest Reibungseffekte messen. Was passiert, wenn du dir das Experiment statt auf dem Tisch in der ISS vorstellst?
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John G.
Gast
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| John G. Verfasst am: 06. Okt 2012 11:51 Titel: |
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aber nein, nicht doch.
das war doch nur ein beispiel um die bewegung zu versinnbildlichen.
mir ging es um die ruckartige bewegung die der beobachter wahrnimmt.
dies sollte in etwa ein energiequantum darstellen, mit dem sich ein teilchen bewegt. Und diese diskontinuierliche Bewegung kann man doch auch als Welle bezeichnen. Oder sehe ich da was falsch.
es ist mir schon klar, dass da ein Physiker lieber Zahlen / Fakten, die dies untermauern, haben will, aber mir ging es ersteinmal um den Denkansatz schlechthin.
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Uriezzo
Anmeldungsdatum: 15.09.2011
Beiträge: 281
Wohnort: Großostheim
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| Uriezzo Verfasst am: 06. Okt 2012 13:03 Titel: |
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| John G. hat Folgendes geschrieben: | Und diese diskontinuierliche Bewegung kann man doch auch als Welle bezeichnen. Oder sehe ich da was falsch.
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Ja, da siehst Du etwas falsch. Du machst Dir, glaube ich, einen falschen Begriff davon, was Physiker mit "Welle" meinen. Während es einfach ist, einen intuitiven Begriff von "Teilchen" zu bekommen, tun sich die meisten mit "Welle" schwer (obwohl natürlich jeder weiß, was eine Welle ist).
Meiner Meinung nach, wäre es sinnvoller - wenn man schon von Dualismus spricht - von Feld-Teilchen-Dualismus zu sprechen, statt von einem Welle-Teilchen-Dualismus:
Physiker beschreiben Quantenobjekte mittels eines komplexwertigen Feldes (dessen Amplitudenquadrat der Wahrscheinlichkeit entspricht, an einem bestimmten Punkt in der Raumzeit ein Teilchen zu detektieren):
Ein Feld ist dabei ein sehr allgemeines mathematisches Objekt, bei dem - grob gesagt - jedem Punkt im Raum ein oder mehrere Zahlen zugeordnet werden, die als ganzes das Feld darstellen. Die Entwicklung von Feldern mit der Zeit gehorchen in der Regel Wellengleichungen und eine Lösung dieser Gleichung, die die Veränderung des Feldes mit der Zeit beschreibt, bezeichnet man gerne auch als Welle. Der Begriff Welle ist dabei durchaus nicht weit hergeholt: Schallwellen, Wasserwellen, Wellen, die auf einem Seil entlang tanzen, elektromagnetische Wellen, lassen sich physikalisch durch solche Felder beschreiben.
Und eben auch Quantenobjekte.
Klassische Felder (oder Wellen) können sich überlagern, sie können auseinander und wieder zusammenlaufen, sie können beliebige Amplituden haben. Sie eignen sich also nur bedingt, um Teilchen zu beschreiben und wenn das Feld noch eine komplexwertige Funktion ist und dann Interferenzphänomene auftreten, dann führt das erst recht zu Widersprüchen (siehe Doppelspaltexperiment).
Diese Widersprüche werden im Falle der Quantenmechanik erst in dem Formalismus der Quantenfeldtheorie einigermaßen aufgelöst. Allerdings ist der Preis dafür sehr hoch: In der QFT lassen sich immer noch Relikte eines Teilchens und Feldbegriffs erkennen, aber in einer solchen Abstraktion, dass sie nicht mehr viel gemein haben mit dem, was man sich intuitiv darunter vorstellt.
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 06. Okt 2012 16:16 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Deine Idee ist zu spekulativ bzw. zu schwammig formuliert, um sie bewerten zu können. |
Welche Schwachstellen hat dann die Annahme das ein Elektron immer als ein Teilchen und niemalls als eine Welle unterwegs ist? http://www.physikerboard.de/topic,29748,-bewegung-und-strom.html
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 07. Okt 2012 01:05 Titel: |
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| D2 hat Folgendes geschrieben: | | Welche Schwachstellen hat dann die Annahme das ein Elektron immer als ein Teilchen und niemalls als eine Welle unterwegs ist? |
- die Stabilität der Orbits im Atom ist nicht erklärbar
- die Interferenz (z.B. am Doppelspalt) ist nicht erklärbar
- Verschränkung (Bell, Aspect-Experimente) ist nicht erklärbar
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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John G.
Gast
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| John G. Verfasst am: 07. Okt 2012 11:47 Titel: |
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Aber da wären wir doch wieder bei meiner Vermutung / Spekulation.
Die genannten Phänomene würden sich doch mittels einer eventuell fünften Wechselwirkung aufgrund Z.B. virtueller Teilchen erklären lassen.
Ich denke das man sich darauf eher einen Reim machen kann, als an eine "geisterhafte Fernwirkung" (wie Einstein es so schön umschrieb). Nur weil man eine bestimmte Kraft noch nicht eingehend erforscht hat, ist sie noch lange kein Hokus-Pokus.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 07. Okt 2012 12:04 Titel: |
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| John G. hat Folgendes geschrieben: | Die genannten Phänomene würden sich doch mittels einer eventuell fünften Wechselwirkung aufgrund Z.B. virtueller Teilchen erklären lassen.
Ich denke das man sich darauf eher einen Reim machen kann, als an eine "geisterhafte Fernwirkung" (wie Einstein es so schön umschrieb). Nur weil man eine bestimmte Kraft noch nicht eingehend erforscht hat, ist sie noch lange kein Hokus-Pokus. |
Deine fünfte Wechselwirkung müsste ja zunächst mal rein klassisch beschrieben werden, denn sonst entstehen ja sofort wieder die kritisierten quantenmechanischen Artefakte wie "Welle-Teilchen-Dualismus", "spukhafte Fernwirkung" usw. Insofern sind virtuelle Teilchen sicher fehl am Platz, denn diese sind sowie nur als mathematische Artefakte in einem quantenmechanischen Kontext zu verstehen.
Es ist aber nun einmal so, dass man eine große Klasse realistischer und gleichzeitig lokaler Theorien experimentell ausschließen kann. D.h. eine "Lösung" der Probleme wie "spukhafte Fernwirkung" kann sicher nicht im Rahmen konventioneller klassischer Modelle gesucht werden; dies steht nachweislich im Widerspruch zu experimentellen Befunden (Stichworte: Bellsche Ungleichung, verborgene Variablen, ...).
Eine mögliche Lösung wäre in einer Formulierung der Quantenmechanik nach deBroglie & Bohm zu suchen.
http://de.wikipedia.org/wiki/De-Broglie-Bohm-Theorie
Wenn du aber meinst, es müsste da eine weitere Wechselwirkung geben, die an die Stelle von quantenmechanischen Effekten tritt, dann bleibt dies so lange Hokus Pokus, so lange Du sie nicht eingehend erforscht und präsentiert hast. Warum sollen wir (ich) etwas ernst nehmen, wenn ich einerseits eine funktionierende und widerspruchsfreie Theorie der Quantenmechanik habe, andererseits du aber keine adäquate Formulierung anbieten kannst. Was soll jetzt deine Alternative sein? Wie sieht sie aus? Welche Vorhersagen macht sie? In wie weit reproduziert sie die Ergebnisse der Quantenmechanik? Wo weicht sie bei experimentellen Vorhersagen ab? In wie weit lässt sich ihr mathematischer Apparat formulieren? und besser / anders interpretieren als der der Quantenmechanik?
Diese Fragen musst du beantworten, oder zumindest einen Hinweis geben, wie das denn funktionieren könnte. Ansonsten kann man sich eben keinen Reim darauf machen.
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John G.
Gast
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| John G. Verfasst am: 07. Okt 2012 12:29 Titel: |
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Mir geht es doch gar nicht darum die bestehende QM zu falsifizieren. Warum etwas reparieren, was nicht kaputt ist ? Ich habe nur nach Lösungen der verbliebenen ungeklärten Problemchen gesucht.
... und mit den Beweisen ... da bringst du mich schon in Verlegenheit. Zu Recht. So einfach läßt sich nicht mal eben eine neue (in sich funktionierende ) Theorie aufstellen. Die auszuarbeiten könnte meine eigene Lebensspanne überdauern.
Man denke mal an das Higgs-Boson, dessen "Entdecker" nicht mal dran gedacht hat, es mitzuerleben wenn es nachgewiesen werden solle.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 07. Okt 2012 15:07 Titel: |
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| John G. hat Folgendes geschrieben: | | Mir geht es doch gar nicht darum die bestehende QM zu falsifizieren. Warum etwas reparieren, was nicht kaputt ist ? |
| John G. hat Folgendes geschrieben: | | Ich habe nur nach Lösungen der verbliebenen ungeklärten Problemchen gesucht. |
Was sind denn deiner Meinung nach genau diese Probleme? Beschreibe doch mal, was noch fehlt - ohne gleich eine Lösungsidee dafür zu präsentieren
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John G.
Gast
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| John G. Verfasst am: 07. Okt 2012 17:36 Titel: |
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Wenn es dich wirklich interessiert, dann schreib ich mal ein paar oberflächliche Überlegungen nieder. Ich möchte nur nicht für meine "naive" Sichtweise ausgelacht werden. Aber ehrlicher Kritik steh ich natürlich offen gegenüber. Ausserdem will ich dich nicht mit diesen Themen nerven. Sicherlich hast du schon viel Blödsinn hier im Forum gelesen ...
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 07. Okt 2012 17:45 Titel: |
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Wenn ich's nicht lesen würde hätte ich nicht gefragt.
Schreib's einfach kurz und präzise auf. Ich denke, es geht eher um Probleme und Fragestellungen, noch nicht um Lösungen
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John G.
Gast
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| John G. Verfasst am: 07. Okt 2012 18:34 Titel: |
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Okay, ich versuchs so kurz und simple zu halten wie ich kann, damit es auch andere hier lesen / verstehen können.
Ich empfinde z. B. die Heisenbergsche Unschärferelation zwar durchaus als zutreffend, jedoch nur auf unsere heutigen technologischen Möglichkeiten
beschränkt. Ausserdem müsste man annehmen, das die Naturkonstante „ Plancksches Wirkungsquantum“ wirklich als kleinstes Quantum angesehen werden muss und es nix kleineres mehr geben darf.
Nehmen wir eine allg. Geschwindigkeitskontrolle im Strassenverkehr als Beispiel.
Ein Pkw (1,5 t) wird durch einen Polizisten durch eine „Laserpistole“ gemessen.
Photon kommen aus der Apparatur richtung Pkw und werden zurückgeworfen und
erfasst und ausgewertet. Die Energie dieses Messvorgangs reicht bei weitem nicht aus, um den Pkw abzubremsen bzw. aus seiner „Bahn“ zu werfen.
Würde man den Messvorgang der heutigen Messgeräte in der QM auf das o.g. Beispiel übertragen, so müsste der Beamte mit seinem Streifenwagen gegen den zu messenden Pkw fahren, stoßstange an stoßstange und dann die geschwindigkeit an seinem Tacho ablesen wenn der die Berührung halten kann. Diesmal als Größenordnung.
Wäre jetzt mal gesponnen, der Beamte mit seiner Laserpistole nur ca. 10^-18 m groß könnte er doch z.B. die Geschwindigkeit eines Elektrons messen ohne jenem einen nennenwerten Impuls zu geben. Vorrausgesetzt ist jetzt natürlich die Laserpistole arbeitet nicht mehr mit Photonen sondern mit weitaus kleineren Einheiten.
Ich halte also unsere Technologie heutzutage noch nicht für perfekt genug, alle
Rätsel der Physik entschlüsseln zu können, obwohl wir heute bereits über
Teilchenbeschleuniger verfügen, womit wir QM-Vorgänge rekonstruieren können,
was zu Zeiten Plancks noch undenkbar war.
Najagut, jetzt wo ich’s noch mal durchlese ... ich hab manches schon ein wenig hergeholt.
Auch die Kopenhagener Deutung wirft bei mir Fragen auf, da es ja immer eines „Beobachters“ bedarf, was ich für irrelevant halte. Man braucht z.B. nicht in Schrödingers Höllenmaschine nachzuschauen, wenn ich ne Katze ohne Nahrung rein setze und in nem Jahr wieder vorbeischaue. Das Resultat ist doch bekannt und die Mieze fängt nicht erst in dem Moment an zu verwesen, wenn ich Klappe aufmache. Sondern dieser Zustand ist schon eher eingetreten, also nix mit Superposition, etc.
So, und sollte ich mich jetzt irren, dann hoffe ich, das es für dich unterhaltsam war.
Danke trotzdem für den Link der bohmschen Mechanik.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 07. Okt 2012 19:12 Titel: |
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| John G. hat Folgendes geschrieben: | Ich empfinde z. B. die Heisenbergsche Unschärferelation zwar durchaus als zutreffend, jedoch nur auf unsere heutigen technologischen Möglichkeiten
beschränkt. |
Die Heisenbergsche Unschärferelation besagt nichts über eingeschränkte technische Möglichkeiten bei einer Messung (hier kann man sogar zeigen, dass sie nicht zutrifft und durch eine andere Unschärfenrelation ersetzt werden muss). Sie besgat etwas über die grundsätzliche Eigenschaft eines Quantenobjektes.
| John G. hat Folgendes geschrieben: | | Ausserdem müsste man annehmen, das die Naturkonstante „ Plancksches Wirkungsquantum“ wirklich als kleinstes Quantum angesehen werden muss und es nix kleineres mehr geben darf. |
Die Quantenmechanik sowie die Experimente besagen, dass es so ist. Das müsste man nicht annehmen.
| John G. hat Folgendes geschrieben: | Nehmen wir eine allg. Geschwindigkeitskontrolle im Strassenverkehr als Beispiel.
Ein Pkw (1,5 t) wird durch einen Polizisten durch eine „Laserpistole“ gemessen.
Photon kommen aus der Apparatur richtung Pkw und werden zurückgeworfen und
erfasst und ausgewertet. Die Energie dieses Messvorgangs reicht bei weitem nicht aus, um den Pkw abzubremsen bzw. aus seiner „Bahn“ zu werfen.
Würde man den Messvorgang der heutigen Messgeräte in der QM auf das o.g. Beispiel übertragen, so müsste der Beamte mit seinem Streifenwagen gegen den zu messenden Pkw fahren, stoßstange an stoßstange und dann die geschwindigkeit an seinem Tacho ablesen wenn der die Berührung halten kann. Diesmal als Größenordnung.
Wäre jetzt mal gesponnen, der Beamte mit seiner Laserpistole nur ca. 10^-18 m groß könnte er doch z.B. die Geschwindigkeit eines Elektrons messen ohne jenem einen nennenwerten Impuls zu geben. Vorrausgesetzt ist jetzt natürlich die Laserpistole arbeitet nicht mehr mit Photonen sondern mit weitaus kleineren Einheiten.
Ich halte also unsere Technologie heutzutage noch nicht für perfekt genug, alle
Rätsel der Physik entschlüsseln zu können, obwohl wir heute bereits über
Teilchenbeschleuniger verfügen, womit wir QM-Vorgänge rekonstruieren können,
was zu Zeiten Plancks noch undenkbar war. |
Ich weiß, dass die Heisenbergsche Unschärferelation immer so erklärt wird. Das ist leider physikalisch nicht ganz zutreffend und insbs. didaktisch Käse. Es erweckt (bei dir und bei vielen anderen) den Eindruck, die Heisenbergsche Unschärferelation hätte etwas mit Messung zu tun. Hat sie NICHT!! Die Heisenbergsche Unschärferelation besagt, dass ein Quantenobjekt nicht gleichzeitig einen beliebig scharfen Ort und Impuls HAT!! Dass diese dann nicht mit beliebiger Genauigkeit gemessen werden können folgt zum einen natürlich aus Messungenauigkeiten, zum zweiten aber aus der Tatsache, dass etwas, was nicht existiert auch nicht gemessen werden kann.
| John G. hat Folgendes geschrieben: | | Auch die Kopenhagener Deutung wirft bei mir Fragen auf, da es ja immer eines „Beobachters“ bedarf, was ich für irrelevant halte. |
Irrelevant ist der Beobachter sicher nicht. Ohne ihn (in irgendeiner Form) gibt es keine klassische Realität (wie sie ein klassischer Beobachter definiert), sondern nur eine „verschleierte Quantenrealität“, in der die Katze eben tatsächlich sowohl lebt als auch tot ist. Die Annahme, das wäre nicht so, entspricht nicht der Mathematik der QM, und ist nicht beobachtbar (da es keinen Beobachter gibt). Warum sollte also etwas anderes zutreffen als das, was uns die Quantenmechanik sagt, wenn wir dieses andere weder mathematisch definieren noch beobachten können?
Dass wir uns nicht falsch verstehen: das Messproblem und die Rolle des Beobachters ist keinesfalls vollständig „verstanden“, aber irrelevant ist das deswegen nicht.
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John G.
Gast
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| John G. Verfasst am: 07. Okt 2012 19:24 Titel: |
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... ja wie wahr. so richtig verstehen wird man die QM wohl nicht oder nur sehr schwer. Danke also erstmal für die Zeit, die du dir genommen hast. Ich muss mich jetzt erstmal den makroskopischen Dingen widmen ...
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 07. Okt 2012 19:53 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | D2 hat Folgendes geschrieben: | | Welche Schwachstellen hat dann die Annahme das ein Elektron immer als ein Teilchen und niemalls als eine Welle unterwegs ist? |
- die Interferenz (z.B. am Doppelspalt)
ist nicht erklärbar |
Beobachte bitte die Animation (2/6 l)selbst, zwar werden die schwarzen Balken(wahrscheinlichste Position des Elektrons) immer breiter, aber man kann immer eine Linie über diese Balken(Re. und Li. radiale Begrenzung wo Elektronen nie auftauchen werden) denken die den Weg eines sekundären Elektrons beschreibt. Die Bewegung auf dem Bildschirm gibt plastisch wieder was ich meine.
http://physics-animations.com/Physics/English/waves.htm
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