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Quantentheorie & freier Wille
 
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Leukippos



Anmeldungsdatum: 29.01.2019
Beiträge: 36

Beitrag Leukippos Verfasst am: 26. Mai 2019 02:12    Titel: Quantentheorie & freier Wille Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Man begegnet in der Freier-Wille-Diskussion immer wieder dem quantentheoretischen Argument, dass der angebliche Indeterminismus, der Kollaps, die UR oder die Verschränkung den freien Willen begründe. Kann dem aus physikalischer Sicht eindeutig entgegengetreten werden und wenn ja, wie?

Meine Ideen:
Kohärente Q-Systeme sind i.d.R. isolierte Systeme, die in Wechselwirkung mit klassischen Systemen ihre Kohärenz verlieren, denn das Gehirn als komplexer Neuronenverband ist ein offenes System und Neuronen sind ja doch noch um einiges größer als Fullerene.
Ich kann es aber nicht definitiv unterfüttern und/oder formalisieren. Wäre so etwas überhaupt möglich?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14065

Beitrag TomS Verfasst am: 26. Mai 2019 09:16    Titel: Antworten mit Zitat

Zunächst mal muss man den Begriff des freien Willens genauer fassen.

A) Wenn Wille und Geist ggü. der Materie des Gehirns und dessen physikalische Prozessen autonom wären, dann könnte unser Geist unabhängig von der Materie und ihren Prozessen für sich entscheiden, allerdings wäre die Ausführung der gewollten Tätigkeit durch den Körper noch an die Gesetze der Physik gebunden. Das wäre eine dualistische und Sichtweise, die dir sicher nicht vorschwebt.

B) Wenn Wille und Geist letztlich an die Materie des Gehirns und dessen physikalische Prozessen gebunden wären, dann wären sowohl Entscheidungen unseres Geist als auch die Ausführung der gewollten Tätigkeit durch den Körper an die Gesetze der Physik gebunden. Das wäre eine monistische und im weitesten Sinne materialistische Sichtweise.

Betrachten wir das Beispiel, jetzt ein Bier oder einen Wein zu trinken. Dieses Wollen formt sich gemäß (B) durch im Gehirn gespeicherte Daten / Muster / Erinnerungen, durch aktuelle Sinneseindrücke sowie durch aktuell ablaufende Prozesse. Irgendwann ergibt sich dann eine Entweder-Oder-Entscheidung. Wäre diese irgendwie durch quantenmechanischen Zufall bedingt, dann wäre dies offenbar keine freie Entscheidung im Sinne von (A), unser Bewusstsein würde sie nur als solche wahrnehmen. Wenn andererseits die Entscheidung durch einen deterministischen Mechanismus bedingt wäre, dann läge wiederum keine freie Entscheidung im Sinne von (A) vor, wiederum würde unser Bewusstsein sie lediglich als solche wahrnehmen.

Ich gelange in beiden Fällen zu der Schlussfolgerung, ein rein physikalisches Weltbild im Sinne von (B) immer mit dem freien Willen im Sinne von (A) im Widerspruch steht. Der freie Wille ist eine Illusion, die letztlich darauf basiert, dass die mikroskopischen Prozesse im Gehirn unserem Bewusstsein verborgen bleiben, und dass erst der „Gedanke der Entscheidung“ bewusst wird. Dieser Akt wird als freie wahrgenommen, obwohl die ihn bedingenden Prozesse nach physikalischen Gesetzen ablaufen.

Gehst du diese Sichtweise so mit?

Anschließend können wir dann verschiedene Interpretationen der Quantenmechanik betrachten ...

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Leukippos



Anmeldungsdatum: 29.01.2019
Beiträge: 36

Beitrag Leukippos Verfasst am: 26. Mai 2019 19:55    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:

Gehst du diese Sichtweise so mit?

Ja. Wir können davon ausgehen, dass alle mentalen Funktionen auf neuronalen Prozessen beruhen und diese den Naturgesetzen folgen.
Wolf Singer, ein Neurobiologe & Hirnforscher formuliert es so:
Alle Prozesse beruhen auf raumzeitlichen neuronalen Erregungsmustern.
Der Zustand des Gesamtsystems eines Gehirns ist eine Folge des vorausgehenden Zustandes und der von außen einwirkenden Aktivitäten sowie zufälligen Fluktuationen.
Eine Entscheidung wird neurologisch durch das stabilste Ensemble von Erregungsmustern repräsentiert.

Er vergleicht den Prozess einer Entscheidungsfindung mit einem wabernden Möglichkeitsfeld: ein hochdimensionaler Zustandsraum von möglichen Lösungen, eine Überlagerung von Erfahrungen, Erwartungen und Wissen in dem es dann durch einen bestimmten Reiz zu einer Dimensions-Reduktion kommt und über eine Bifurkation in einen symmetrischen Oszillationszustand, also das stabile Ensemble von Erregungsmustern, übergeht.

Da drängt sich natürlich geradezu der Hilbertraum mit Superposition, Schrödinger-Glg., der unitären Zeitentwicklung und dem anschließenden Kollaps der Wellenfunktion auf, wobei ich mit dem Kollaps nicht so glücklich bin.

Zitat:
Anschließend können wir dann verschiedene Interpretationen der Quantenmechanik betrachten ...

Das wäre klasse.
Du schreibst in den "FAQ - fundamentale Regeln der Quantenmechanik nach Everett":
Zusammenfassung der wesentlichen Errungenschaften der 'Everettschen Formulierung:
- minimalistisches und konsistentes Axiomensystem ohne Kollaps
- keine Sonderstellung der Messung
- Berücksichtigung der Ergebnisse der Dekohärenz
- Indizien zur (teilweisen) Ableitbarkeit der Bornschen Regel (Gleason’s Theorem, Hartle-Frequency Operator)

Zusammenfassung der wesentlichen offenen Punkte der 'Everettschen Formulierung:
- Ansätze zur Ableitung der Bornschen Regel umstritten
- wenn ontologisch interpretiert, dann folgen die bekannten „Vielen Welten“


Derzeit beschäftige ich mich gerade mit Dieter Zeh.
Aber vllt. erst mal eins nach dem anderen.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14065

Beitrag TomS Verfasst am: 26. Mai 2019 23:36    Titel: Antworten mit Zitat

Leukippos hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:

Gehst du diese Sichtweise so mit?

Ja. Wir können davon ausgehen, dass alle mentalen Funktionen auf neuronalen Prozessen beruhen und diese den Naturgesetzen folgen.
Wolf Singer, ein Neurobiologe & Hirnforscher formuliert es so:
Alle Prozesse beruhen auf raumzeitlichen neuronalen Erregungsmustern.

Ich halte das auch für eine vernünftige Hypothese.

Es sollte aber klar sein, dass es lediglich das ist - eine Hypothese. Neurobiologen sind da sehr überzeugt und überzeugend, aber deswegen ist diese Hypothese nicht zwingend zutreffend. Evtl. ist sie nicht mal wissenschaftlich überprüfbar.

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Zuletzt bearbeitet von TomS am 27. Mai 2019 06:13, insgesamt einmal bearbeitet
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 2570

Beitrag ML Verfasst am: 26. Mai 2019 23:58    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

TomS hat Folgendes geschrieben:

Ich gelange in beiden Fällen zu der Schlussfolgerung, ein rein physikalisches Weltbild im Sinne von (B) immer mit dem freien Willen im Sinne von (A) im Widerspruch steht.

Vor allen Dingen stellt sich die Frage, wem der "freie Wille" zuzuordnen ist, der angeblich aus der Quantendynamik folgen soll. Das Ergebnis eines quantendynamischen Zufallsexperiments kann man ja nur schwer als den freien Willen einer Person bezeichnen. Zumindest stellt sich die Frage, welchen Anteil die Person am Zustandekommen des Willens hat, wenn die Person mit ihrem Körper nur die "Hardware" für quantendynamische Zufallsexperimente zur Verfügung stellt, zum Ausgang dieser Zufallsexperimente aber weiter nichts beiträgt.

Der Wille, der (in einem deterministischen Modell) im Körper und im Gehirn einer Person "berechnet" wird, ist zwar vielleicht nicht ganz so frei, wie die Person in der Eigenwahrnehmung zu sein scheint, er lässt sich aber zumindest sehr viel leichter dieser Person zuordnen.


Viele Grüße
Michael
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 27. Mai 2019 01:16    Titel: Antworten mit Zitat

Moin!

Ich habe Zweifel, daß es sowas wie einen "freien" Willen überhaupt gibt (höchstens die Einbildung dessen), von einer physikalischen Determinierung ganz zu schweigen. Existentiell für den Menschen sind unter anderem elementare Lebenserhaltung und Fortpflanzung - unabhängig von der höheren Gehirntätigkeit. Wenn sich beispielsweise jemand einreden läßt, daß man für ein langes und gesundes Leben den Arzt fleißg aufsuchen müsse, Sport treiben, nur dies und das essen dürfe etc. - dann schaltet dieses "Sicherheitssystem" ohne Rücksprache in den Überlebensmodus: Nahrung sichern / Reserven anlegen ... Was der Kopf dadrum für Geschichten spinnt ("freier Wille") changiert von lustig bis traurig.

Freiheitliche Grüße! Prost
Leukippos



Anmeldungsdatum: 29.01.2019
Beiträge: 36

Beitrag Leukippos Verfasst am: 27. Mai 2019 01:40    Titel: Antworten mit Zitat

franz hat Folgendes geschrieben:
Moin!
Ich habe Zweifel, daß es sowas wie einen "freien" Willen überhaupt gibt (höchstens die Einbildung dessen), von einer physikalischen Determinierung ganz zu schweigen.

Naja, darum geht es ja gerade. Wir gehen davon aus, dass es einen freien Willen im Sinne von A) nicht gibt. Es wird aber immer wieder behauptet, dass die QT einen freien Willen "garantiere bzw. begründe", zB Mikio Kaku (https://www.spektrum.de/video/freier-wille-dank-quantenphysik/1470469).
Leukippos



Anmeldungsdatum: 29.01.2019
Beiträge: 36

Beitrag Leukippos Verfasst am: 27. Mai 2019 01:57    Titel: Antworten mit Zitat

ML hat Folgendes geschrieben:

Der Wille, der (in einem deterministischen Modell) im Körper und im Gehirn einer Person "berechnet" wird, ist zwar vielleicht nicht ganz so frei, wie die Person in der Eigenwahrnehmung zu sein scheint, er lässt sich aber zumindest sehr viel leichter dieser Person zuordnen.

Ich weiß nicht, ob es darum geht, den freien Willen zu "berechnen", zumal, wenn wir davon ausgehen, dass es diesen gar nicht gibt.
Es geht eher darum, definitiv nachzuweisen, dass quantenspezifische Charakteristika zB wegen der Dekohärenz nicht bis in den neuronalen "Entscheidungsraum" des Gehirns hinaufreichen.
Leukippos



Anmeldungsdatum: 29.01.2019
Beiträge: 36

Beitrag Leukippos Verfasst am: 27. Mai 2019 02:21    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:

Ich halte das auch für eine vernünftige Hypothese.
Es sollte aber klar sein, dass es nur das ist -eine Hypothese. Neurobiologen sind da sehr überzeugt und überzeugend, aber deswegen ist diese Hypothese nicht zwingend zutreffend. Evtl. ist die nicht mal wissenschaftlich überprüfbar.

Ich denke, wir können davon ausgehen, dass die Hypothese Hand & Fuß hat, denn W. Singer ist ein international anerkannter und - so wie ich ihn in einigen Diskussionsrunden wahrgenommen habe - seriöser Hirnforscher.
Aber selbst, wenn es unter bestimmten Gesichtspunkten so etwas wie eine freie Entscheidung geben sollte, dann aber nicht aus quantentheoretischen Gründen.
Ich könnte mir vorstellen, dass es auf die Frage hinausläuft, ob man definitiv belegen kann, dass es sich beim "Singer'schen Neuronen-Ensemble" nicht um einen Quantenzustand, sondern um einen klassischen biophysikalischen Zustand handelt. q.e.d.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14065

Beitrag TomS Verfasst am: 27. Mai 2019 06:23    Titel: Antworten mit Zitat

Leukippos hat Folgendes geschrieben:
Ich denke, wir können davon ausgehen, dass die Hypothese Hand & Fuß hat, denn W. Singer ist ein international anerkannter und - so wie ich ihn in einigen Diskussionsrunden wahrgenommen habe - seriöser Hirnforscher.

Es gibt völlig entgegengesetzte philosophische Positionen, die eine Reduzibilität mentaler Vorgänge auf physikalische Prozesse ablehnen.

Wie gesagt, ich glaube auch an die Reduzibilität, aber mir ist bewusst, dass es sich um eine Hypothese handelt - nicht um ein bewiesenes Faktum. Hirnforscher lassen außerhalb ihres Dogmas keine andere Meinung gelten - was dieses Dogma nicht automatisch wahr macht.

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TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14065

Beitrag TomS Verfasst am: 27. Mai 2019 07:36    Titel: Antworten mit Zitat

franz hat Folgendes geschrieben:
Ich habe Zweifel, daß es sowas wie einen "freien" Willen überhaupt gibt ...

Zustimmung.

franz hat Folgendes geschrieben:
... von einer physikalischen Determinierung ganz zu schweigen.

In einem naturwissenschaftlichen Weltbild wäre physikalische Determinierung doch naheliegend.

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TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14065

Beitrag TomS Verfasst am: 27. Mai 2019 07:39    Titel: Antworten mit Zitat

[quote="Leukippos"]
ML hat Folgendes geschrieben:

Es geht eher darum, definitiv nachzuweisen, dass quantenspezifische Charakteristika zB wegen der Dekohärenz nicht bis in den neuronalen "Entscheidungsraum" des Gehirns hinaufreichen.

Warum nicht? Warum sollten die Gesetze der Quantenmechanik hier nicht gelten?

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Anmeldungsdatum: 29.01.2019
Beiträge: 36

Beitrag Leukippos Verfasst am: 27. Mai 2019 13:16    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:

Warum nicht? Warum sollten die Gesetze der Quantenmechanik hier nicht gelten?

Um es mal auf den Punkt zu bringen:
"Kann die Unschärferelation den freien Willen begründen?" wie M. Kaku behauptet.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14065

Beitrag TomS Verfasst am: 27. Mai 2019 13:19    Titel: Antworten mit Zitat

Leukippos hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:

Warum nicht? Warum sollten die Gesetze der Quantenmechanik hier nicht gelten?

Um es mal auf den Punkt zu bringen:
"Kann die Unschärferelation den freien Willen begründen?" wie M. Kaku behauptet.

Das ist ja eine andere Aussage.

Nochmal die Frage: warum sollten die Gesetze der Quantenmechanik hier nicht gelten?

Zu Kaku: warum sollte die Unschärfe eines Quantenzustandes bzgl. einer Observablen A freien Willen begründen? dazu müsste Kaku erst mal im Kontext der Quantenmechanik definieren, was freier Wille eigentlich ist.

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Anmeldungsdatum: 29.01.2019
Beiträge: 36

Beitrag Leukippos Verfasst am: 27. Mai 2019 13:35    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Nochmal die Frage: warum sollten die Gesetze der Quantenmechanik hier nicht gelten?

Das ist jetzt, wenn ich recht sehe, eine Frage, welche Interpretation wir heranziehen.

Zitat:
Zu Kaku: warum sollte die Unschärfe eines Quantenzustandes bzgl. einer Observablen A freien Willen begründen? dazu müsste Kaku erst mal im Kontext der Quantenmechanik definieren, was freier Wille eigentlich ist.

Ich kann jetzt nur das wiedergeben, was in dem kurzen Artikel stand:
"Die Quantenmechanik sagt uns nämlich, dass "Gott würfelt". Somit lassen sich unsere Handlungen nicht mehr vorhersagen – und eben dadurch sind wir frei."
Dem gegenüber steht jetzt unsere gegenteilige Behauptung. Welche Argumente hätten wir?
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 27. Mai 2019 13:41    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
In einem naturwissenschaftlichen Weltbild wäre physikalische Determinierung doch naheliegend.

Natürlich beruhen die menschlichen Ziele, Handlungen usw. in letzter Instanz auf physikalischen Vorgängen, ähnlich vielleicht, als schiefer Vergleich, wie die Behandlung von Systemen nichtlinearer Differentialgleichungen letztlich auf den Peano-Axiomen (vulgo dem kleinen Einmaleins) "beruhen". Das bringt jedoch keinerlei Erkenntnis zur Auslösung / Motivierung / Determinierung / Richtung menschlichen Handelns.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14065

Beitrag TomS Verfasst am: 27. Mai 2019 13:41    Titel: Antworten mit Zitat

Leukippos hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Nochmal die Frage: warum sollten die Gesetze der Quantenmechanik hier nicht gelten?

Das ist jetzt, wenn ich recht sehe, eine Frage, welche Interpretation wir heranziehen.

warum?

Leukippos hat Folgendes geschrieben:
Ich kann jetzt nur das wiedergeben, was in dem kurzen Artikel stand:
"Die Quantenmechanik sagt uns nämlich, dass "Gott würfelt". Somit lassen sich unsere Handlungen nicht mehr vorhersagen – und eben dadurch sind wir frei."

das ist m.E. ein schwaches Argument. Wie kann ich frei entscheiden, wenn irgendetwas zufällig kollabiert?

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Anmeldungsdatum: 29.01.2019
Beiträge: 36

Beitrag Leukippos Verfasst am: 27. Mai 2019 16:00    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
das ist m.E. ein schwaches Argument. Wie kann ich frei entscheiden, wenn irgendetwas zufällig kollabiert?

Das sehe ich auch so, aber er sitzt ja nun mal nicht neben mir...

Zitat:
Anschließend können wir dann verschiedene Interpretationen der Quantenmechanik betrachten ...

Sollen wir denn jetzt mal hier weitermachen?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14065

Beitrag TomS Verfasst am: 27. Mai 2019 16:41    Titel: Antworten mit Zitat

Leukippos hat Folgendes geschrieben:
Zitat:
Anschließend können wir dann verschiedene Interpretationen der Quantenmechanik betrachten ...

Sollen wir denn jetzt mal hier weitermachen?

Im Kontext “freier Wille”? Oder allgemein?

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Leukippos



Anmeldungsdatum: 29.01.2019
Beiträge: 36

Beitrag Leukippos Verfasst am: 27. Mai 2019 17:11    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Im Kontext “freier Wille”? Oder allgemein?

Vllt. erstmal allgemein. Ich wüsste gern Genaueres über die Unterschiede zwischen KI, VWI bzw. "Verzweigungen" und D. Zeh. Ist Bohm noch aktuell?
Ixbalanque



Anmeldungsdatum: 24.08.2018
Beiträge: 36

Beitrag Ixbalanque Verfasst am: 28. Mai 2019 15:46    Titel: Antworten mit Zitat

Hi,
TomS hat Folgendes geschrieben:

Leukippos hat Folgendes geschrieben:
Ich kann jetzt nur das wiedergeben, was in dem kurzen Artikel stand:
"Die Quantenmechanik sagt uns nämlich, dass "Gott würfelt". Somit lassen sich unsere Handlungen nicht mehr vorhersagen – und eben dadurch sind wir frei."

das ist m.E. ein schwaches Argument. Wie kann ich frei entscheiden, wenn irgendetwas zufällig kollabiert?

Das würde doch bedeuten, dass mein "freier Wille" der Wille des würfelnden Gottes ist.
Eine Frage bleibt dann noch; hat Gott einen freien Willen, oder würfelt er nur?

Grüße
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14065

Beitrag TomS Verfasst am: 28. Mai 2019 20:34    Titel: Antworten mit Zitat

Ixbalanque hat Folgendes geschrieben:
Hi,
TomS hat Folgendes geschrieben:

Leukippos hat Folgendes geschrieben:
Ich kann jetzt nur das wiedergeben, was in dem kurzen Artikel stand:
"Die Quantenmechanik sagt uns nämlich, dass "Gott würfelt". Somit lassen sich unsere Handlungen nicht mehr vorhersagen – und eben dadurch sind wir frei."

das ist m.E. ein schwaches Argument. Wie kann ich frei entscheiden, wenn irgendetwas zufällig kollabiert?

Das würde doch bedeuten, dass mein "freier Wille" der Wille des würfelnden Gottes ist.

Das entspricht doch nicht dem landläufigen Verständnis von freiem Willen. Freier Wille bedeutet doch, dass ich jetzt ein Bier trinke, weil ich mich so entscheide, nicht, weil eine externe und für mich unsichtbare Instanz würfelt und daraufhin für mich entscheidet, mir jedoch suggeriert, dass ich mich entschieden hätte.

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Anmeldungsdatum: 29.01.2019
Beiträge: 36

Beitrag Leukippos Verfasst am: 29. Mai 2019 06:15    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Leukippos hat Folgendes geschrieben:
Zitat:
Anschließend können wir dann verschiedene Interpretationen der Quantenmechanik betrachten ...

Sollen wir denn jetzt mal hier weitermachen?

Im Kontext “freier Wille”? Oder allgemein?


@Tom, du schreibst im Titel "Many worlds interpretation - MWI
Verfasst ab: 24. Jun 2016 " (Leonard):

Die fundamentale Formulierung der QM erfolgt ohne Einführung des Ortsraumes. Ein qm Zustand entspricht einem Vektor in einem abstrakten, unendlich-dimensionalen Hilbertraum, und in diesem findet auch diese "Verzeigung" statt. "Zweige" stehen letztlich näherungsweise senkrecht aufeinander.
und weiter:
die MWI führt nichts Neues ein. Sie behauptet lediglich, dass mikroskopische Superpositionen im Einklang mit den Gesetzen der QM = der Schrödingergleichung auch in makroskopischen Systemen fortbestehen. Sie wird heute gestützt durch die Dekohärenz. Aus dieser folgten nämlich beweisbar präzise Vorhersagen über diese Verzweigung, insbs. die wechselweise Unsichtbarkeit dieser Zweige.

Ich komme mit diesen Verzweigungen noch nicht zurande. Sind sie die Superpositionen oder folgen sie daraus?
Welche Rolle spielt die Deko genau, wie erfolgt durch sie eine Vorhersage über Verzweigungen?
Wie erfolgt der Übergang vom H-Raum in den Ortsraum zur (Spin-) Messung:


Zitat:
[Die Zweige] [i]sind in gewisser Weise am selben Ort realisiert! was heißt realisiert, H oder D3?
Gegeben sei ein um x = a lokalisiertes Elektron in einem Superpositionszustand bzgl. des Spins
D.h. das Elektron befindet sich sozusagen bei a gleichzeitig in zwei Zuständen bzgl. des Spins.
[/i] =2 Zweige?

Wenn ich das Grundprinzip richtig verstehe, geht es um einen (kontinuierlichen? jedenfalls) konsistenten Übergang von Mikro- zu Makrosystemen unter Umgehung des Kollaps dadurch, dass der Psi-Fkt. universelle Gültigkeit zugesprochen wird.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14065

Beitrag TomS Verfasst am: 29. Mai 2019 07:35    Titel: Antworten mit Zitat

Du verstehst das meiste völlig richtig.

Einen Schritt zurück: man muss sich darüber im Klaren werden, welche Rolle man dem Zustandsvektor zuschreibt. Wenn man ihn lediglich als Instrument zur Berechnung von Messwerten oder als Repräsentant unseres Wissens über ein System betrachtet, dann entspricht ein Kollaps im Zuge einer Messung lediglich dem Zugewinn an Informationen. Wenn man ihn als Repräsentant der im real existierenden System ablaufenden Prozesse versteht, dann führt der Kollaps zu einem logischen Problem: er widerspricht der Schrödingergleichung; diese ontische Interpretation des Zustandsvektors erzwingt, dass wir den Kollaps aufgeben, der Schrödingergleichung eine universelle Gültigkeit zuschreiben und alle daraus folgenden Strukturen als real existent akzeptieren.

Zur Superposition: diese ist zunächst mal ein rein mathematisches Artefakt. Superposition bedeutet, das man einen Zustand als Linearkombination von Basisvektoren auffasst, wobei bzgl. bestimmter Basen eine Superposition vorliegt, bzgl. anderer nicht. Zunächst sind dabei alle Basen völlig gleichberechtigt. Im Zuge einer Messung wird nun eine ganz bestimmte Basis ausgezeichnet, nämlich die Basis, bzgl. der gemessen wird bzw. die der Eigenbasis der gemessenen Observablen entspricht; durch Verschränkung des Quantensystems mit seiner makroskopischen Umgebung entstehen “Zweige” bzgl. genau dieser Basis, die unter der folgenden Zeitentwicklung stabil und füreinander wechselweise unsichtbar bleiben. Eine Messung ist damit lediglich ein quantenmechanischer Prozess, der nach den Regeln der Quantenmechanik inklusive Schrödingergleichung zu dieser Zweigstruktur führt. Das Postulat eines zusätzlichen Kollapses erscheint bei ontischer Interpretation widersprüchlich sowie überflüssig, da die emergente Zweigstruktur alles wesentliche erklärt: dass makroskopisch nur ein Zweig mit einem Messwert sichtbar und stabil bleibt, während alle anderen Zweige unsichtbar werden - dabei jedoch weiterhin existing bleiben (zunächst nur Prosa, später gerne auch mathematische Ausführungen) Alles prima, außer dass man eben makroskopische Superpositionen im Sinne der berühmten Katze ebenfalls akzeptieren muss.

Zurück zur Willensentscheidung, z.B. getriggert durch ein Quantenexperiment: wir vereinbaren, dass ein Quantenexperiment N Resultate haben kann, die in n = 1..N verschiedenen Messwerten und entsprechenden darauffolgenden Aktionen resultieren. Ein Ignorieren des Messergebnisses n und einer anderen Aktion n’ entspräche der Tatsache, dass unser freier Wille sich gegen das angezeigte n und stattdessen für n' entscheidet.

Während das externe Quantenexperiment den Regeln der quantenmechanischen Messung folgt, wird es bei unserem freien Willen etwas komplizierter, da wir diesbzgl. keine Beobachtung oder Messung vornehmen können, ja noch nicht einmal sicher wissen, wie “Bewusstsein” und “Wille” quantenmechanisch zu formulieren wären.

Eine Messung plus Beobachtung durch einen bewussten Beobachter im Sinne der orthodoxen Schule nach von Neumann et al. kann m.E. nicht vollumfänglich formuliert werden, da keine Theorie der Beobachtung des Beobachters formuliert werden kann; eine Lösung des Problems des freien Willens sehe ich hier nicht.

Messung, Beobachtung plus Willensentscheidung im Kontext der Everettschen Interpretation wäre dagegen recht einfach: für das Gesamtsystem resultiert eine Zweigstruktur, die den stabilen Anzeigen und Aktionen entspricht, d.h. z.B. eine Superposition aller Kombinationen Beobachter liest Messwert n ab und entscheidet sich für Getränk n’. D.h. Quantensystem plus Messgerät plus Beobachter einschließlich seiner Aktionen existieren dann in einem Superpositionszustand, in dem alle möglichen Zweige gleichzeitig, jedoch wechselweise füreinander unsichtbar realisiert sind. Der vermeintliche freie Wille im Falle einer Entscheidung für n’ ungleich n entspräche der makroskopischen Ausprägung eines bereits angelegten Quantenzustandes des Gehirns; der vermeintliche subjektiv freie Wille und der vermeintliche Zufall resultieren lediglich aus der Unsichtbarkeit der vollständigen Zweigstruktur und der Unkenntnis des vollständigen Quantenzustandes des Gehirns ...

... Illusionen Mr. Anderson, Launen der Wahrnehmung! Vorübergehende Konstrukte eines schwächlichen menschlichen Intellekts, der verzweifelt versucht, eine Existenz zurechtfertigen, die ohne Bedeutung, oder Bestimmung ist ...
(Agent Smith in Matrix Revolutions)

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Leukippos



Anmeldungsdatum: 29.01.2019
Beiträge: 36

Beitrag Leukippos Verfasst am: 29. Mai 2019 21:57    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:

Einen Schritt zurück: man muss sich darüber im Klaren ...

Das muss ich noch ein paar mal im Schädel hin- u. herbewegen.

Zitat:
Illusionen Mr. Anderson, Launen der Wahrnehmung! Vorübergehende Konstrukte eines schwächlichen menschlichen Intellekts, der verzweifelt versucht, eine Existenz zurechtfertigen, die ohne Bedeutung, oder Bestimmung ist


... heftig - aber gut! Thumbs up!
Leukippos



Anmeldungsdatum: 29.01.2019
Beiträge: 36

Beitrag Leukippos Verfasst am: 31. Mai 2019 16:54    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Im Zuge einer Messung wird nun eine ganz bestimmte Basis ausgezeichnet, nämlich die Basis, bzgl. der gemessen wird bzw. die der Eigenbasis der gemessenen Observablen entspricht; durch Verschränkung des Quantensystems mit seiner makroskopischen Umgebung entstehen “Zweige” bzgl. genau dieser Basis, die unter der folgenden Zeitentwicklung stabil und füreinander wechselweise unsichtbar bleiben.

Ich habe noch einige Verständnisfragen (wenn es nicht nervt):
Wie oder wodurch kommt es zur Auszeichnung der Eigenbasis der gemessenen Observablen? Durch den Messakt? Wie wird die Unstetigkeit des Kollapses verhindert?

Wann taucht die Verschränkung auf? Nach der Präparation des Experimentes?
Ist die Voraussetzung für Verschränkg. nicht eine Wechselwirkung?

Zitat:
...durch Verschränkung des Quantensystems mit seiner makroskopischen Umgebung entstehen “Zweige” bzgl. genau dieser Basis, die unter der folgenden Zeitentwicklung stabil und füreinander wechselweise unsichtbar bleiben.

Wie "generiert" die Verschränkg. die Zweige und was heißt "unsichtbar"?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14065

Beitrag TomS Verfasst am: 01. Jun 2019 09:08    Titel: Antworten mit Zitat

Leukippos hat Folgendes geschrieben:
Wie oder wodurch kommt es zur Auszeichnung der Eigenbasis der gemessenen Observablen? Durch den Messakt? Wie wird die Unstetigkeit des Kollapses verhindert?

Der Messakt stellt eine Wechselwirkung des Quantensystems mit einem größeren System, dem Messgerät dar. Letzteres ist so konstruiert, dass beim Vorliegen eines Eigenzustandes |a> eine Zeigerposition |Z_a> resultiert, die das Messergebnis a anzeigt. Im Falle einer Superpositionszustandes des Quantensystems vor der Messung führt die Linearität der Schrödingergleichung zu einer Superposition des Gesamtsystems “Quantensystems + Messgerät”



Der Kollaps wird nicht „verhindert“. In der orthodoxen Interpretation wird zusätzlich postuliert, dass dieser Zustand nun mit einer Wahrscheinlichkeit gemäß der Bornschen Regel in einen der möglichen Eigenzustände kollabiert. Everett verzichtet auf dieses Postulat, damit bleibt die Superposition bestehen. Everett et al. müssen aber zeigen, dass der Verzicht auf den Kollaps denn die Beobachtungsdaten reproduziert; dies leistet erst die Dekohärenz, die Everett noch unbekannt war.

Leukippos hat Folgendes geschrieben:
Wann taucht die Verschränkung auf? Ist die Voraussetzung für Verschränkg. nicht eine Wechselwirkung? Wie "generiert" die Verschränkg. die Zweige und was heißt "unsichtbar"?

Die Verschränkung durch Wechselwirkung mit unbeobachtbaren Umgebungsfreiheitsgraden |...> führt zur Dekohärenz. Der vollständige Zustand lautet



Nicht-ausgeschriebene Terme ... entsprechen nicht-diagonalen Termen, in denen ein Eigenzustand |a> mit einem anderen Zeigerzustand |Z_b> vorliegt; diese Terme müssen aufgrund der Unitarität der Schrödingergleichung existieren, sind jedoch extrem unterdrückt.

Die Zweige sind stabil und wechselweise unbeobachtbar, d.h. dass alle weiteren Wechselwirkungen und Beobachtungen effektiv auf jeweils einen Zweig beschränkt bleiben. Wollte man die Effekte anderer Zweige erkennen, müsste man diese mit dem jeweils eigenen Zweig zur Interferenz bringen. Dies ist effektiv unmöglich, da insbs. die Matrixelement zwischen den unterschiedlichen Zweigen verschwinden.

In der Praxis sieht es so aus, als ob der Zustand tatsächlich kollabiert wäre, da alle anderen Komponenten der Superposition sich separat weiterentwickeln.

https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_decoherence
https://plato.stanford.edu/entries/qm-decoherence/

Da du Maudlins Trilemma angesprochen hast: Dekohärenz alleine löst das Messproblem nicht; Dekohärenz erklärt, warum wir eine klassische Welt (= einen Zweig) wahrnehmen; sie besagt jedoch nicht, das nur genau ein Zweig übrig bleibt. D.h. entweder muss weiterhin mit einem Kollaps argumentiert werden - was eher unattraktiv erscheint, weil die Dekohärenz die Hälfte der Arbeit schon erledigt hat - oder man folgt Everett und akzeptiert die mathematische Vorhersage der Quantenmechanik, nämlich die Existenz aller Zweige.

Everett’s Interpretation erscheint gerade wegen der Dekohärenz attraktiv. Allerdings ist dies weniger relevant, wenn man den Zustandsvektor nicht ontisch interpretieren möchte.

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index_razor



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Beitrag index_razor Verfasst am: 01. Jun 2019 10:39    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Der vollständige Zustand lautet



Nicht-ausgeschriebene Terme ... entsprechen nicht-diagonalen Termen, in denen ein Eigenzustand |a> mit einem anderen Zeigerzustand |Z_b> vorliegt; diese Terme müssen aufgrund der Unitarität der Schrödingergleichung existieren [...]


Wie kommst du darauf? Die Eigenzustände sind orthonormiert. Damit ist



wenn bereits



normiert war. Es gibt also auch ohne Nichtdiagonalelemente kein Problem mit der Unitarität. Im Gegenteil: wenn im Endzustand dieselben Koeffizienten stehen sollen (wie du vorauszusetzen scheinst), dann dürfen gar keine weiteren Terme mehr auftauchen.

Elemente der Form würden bedeuten, daß das Meßgerät mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit ein falsches Ergebnis anzeigt, also praktisch defekt ist. Das kann natürlich vorkommen, ist aber keine formale Notwendigkeit.
TomS
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Beitrag TomS Verfasst am: 06. Jun 2019 21:22    Titel: Antworten mit Zitat

Du hast recht, eine formale Notwendigkeit kann ich nicht ableiten.

Generell wollte ich eine gewisse „Unschärfe“ der makroskopischen „Zweige“ andeuten, aber das ist deutlich komplizierter.

Zunächst mal ist es einfacher, wenn man z.B. ein zu messendes Photon im Zustand |a> betrachtet, das im Endzustand nicht mehr auftritt. Dann erhält man



Die Zeigerzustände sind jedoch keine präzise definierten Zustände, sondern ihrerseits Superpositionen, konstruiert z.B. mittels kohärenter Zustände



Dabei steht der Ausdruck unter dem Integral für ein Produkt



wobei der Index i über alle zu betrachtenden Freiheitsgrade (Teilchen) des Zeigers läuft.

Die weitere Notation, die dann mit dem Vorurteil der präzise definierten Zweige und deren Anzahl aufräumt, muss ich mir nochmal anschauen. Aber all das spielt im betrachteten Kontext keine maßgebliche Rolle.

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Leukippos



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Beitrag Leukippos Verfasst am: 08. Jun 2019 16:43    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:

Der Kollaps wird nicht „verhindert“.

Ja, da war noch etwas brainwashed. Aber ich denke, ich habe es verstanden. Wenn ich die Erkenntnisse mal auf das DS-Exp. anwende, müsste es so aussehen:
Gemäß dem quantenmechanischen Superpositionsprinzip beschreibt für ein Teilchen

|ψ⟩ = 1/√2 (|ψ⟩1⟩+|ψ⟩2⟩ + |ψ⟩rest)

den Zustand, wenn diesem einzelnen Quant beide Öffnungen zur Verfügung stehen. Auf dem Schirm hinter dem Doppelspalt treten quantenmechanische Interferenzen auf. Der Dichteoperator der Superposition,

ρsuper = |ψ×ψ| = ½ (|ψ1×ψ1 |+|ψ2×ψ2 |+|ψ1×ψ2 |+|ψ2×ψ1 | + |ψrest)

enthält vier Terme, wobei die Kreuzterme |ψ1×ψ2 +|ψ2×ψ1| gerade für das relevante Interferenzmuster sorgen, denn nur diese haben ihren Ursprung in beiden Öffnungen.

Dekohärenz ist nun der Übergang von der Superposition zum Gemisch bei em die Kreuzterme verschwunden sind:
ρgemisch = ½ (|ψ1×ψ1|+|ψ2×ψ2| + |ψrest)
Dem Gemisch ist die Interferenzfähigkeit verloren gegangen; es beschreibt ein Teilchen, das entweder durch die eine oder durch die andere Öffnung zum Schirm gelangt, und dessen Verhalten demnach mit den klassischen Wahrscheinlichkeiten verträglich ist.

Die Ursache für das Ausbleiben quantenmechanischer Interferenzphänomene makroskopischer Objekte, wie Kugeln oder Katzen, liegt darin, dass solche Objekte nie perfekt von ihrer Umgebung isoliert sind. Sie sind Wechselwirkungen mit anderen, unkontrollierbaren Freiheitsgraden ausgesetzt, wie einem umgebenden Gas oder elektromagnetischen Feld. Diese Variablen „verstecken“ sich in den nicht beobachtbaren Zweigen |ψrest⟩.
Sehe ich das so richtig?

Kann denn die Unsichtbarkeit bzw. die Unbeobachtbarkeit von Superpositionen /Gemischen makroskopisch verschiedener Zustände durch die Everett-Interpretation erklärt werden?

Wie ist es dMn mit der Bohm'schen Theorie bestellt?

(Einige Kets fehlen. Ich komme mit dem Formeleditor noch nicht klar)
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