Metaphysik der Quantenmechanik

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Im Vorwort der Einführung in die Quantenmechanik , 2. Auflage, David J. Griffiths schreibt:

Der Zweck dieses Buches ist es, Ihnen beizubringen, wie es geht sterben Quantenmechanik. Abgesehen von einigen wesentlichen Hintergründen in Kapitel 1 werden die tieferen quasi-philosophischen Fragen für das Ende gespeichert. (Seite vii)

Gemäß Einblick: Eine Studie über menschliches Verständnis von Bernard Lonergan ist der menschliche Geist wie die wissenschaftliche Methode strukturiert. Die unterste Ebene beobachtet und erfordert Aufmerksamkeit. Als intelligente Tiere stellen wir Fragen zu dem, was wir beobachten. Wir wollen die Ursache der Dinge, die Beziehung zwischen den Dingen und die Einheit der Dinge kennen. Auf dieser Ebene erfinden wir Theorien, um die Fragen zu beantworten. Auf der Ebene des reflektierenden Urteils sammeln wir Beweise und entscheiden, ob eine Theorie wahr oder nur wahrscheinlich ist. Diese Ebene erfordert rational zu sein. Die vierte Ebene ist die Entscheidung, was mit unserem Körper geschehen soll, was Verantwortung erfordert.

Es gibt drei Untersuchungsmethoden, die für das Verständnis der Quantenmechanik relevant sind: Wissenschaft, Metaphysik und Philosophie. Die Wissenschaft beantwortet Fragen zu Beobachtungen, die unser Gehör, Sehen und Berühren macht. Zum Beispiel: Warum ist der Himmel blau? Die Metaphysik beantwortet Fragen, die wir stellen, weil wir uns selbst zum Thema unseres eigenen Wissens machen können. Zum Beispiel: Was ist das bewusste Wissen des Menschen im Gegensatz zum Sinneswissen des Tieres? Der vorige Absatz ist eine Antwort auf die metaphysische Frage: Was macht der menschliche Geist? Philosophie ist eine Untersuchungsmethode über einer anderen Untersuchungsmethode. Zum Beispiel: Wie sollen wir Wissenschaft machen? Die Theorie, die von rationalen Menschen als wahr beurteilt wird, ist die wissenschaftliche Methode.

Viele Menschen unterscheiden nicht zwischen Philosophie und Metaphysik, weil sie nicht erkennen, dass wissenschaftliche Fragen neben metaphysischen Fragen gleichberechtigt sind. "Quantenmechanik machen" bedeutet meiner Meinung nach, Fragen zu stellen und sie mit einer Theorie zu beantworten. Zum Beispiel: Warum beträgt die Cobalt-60-Halbwertszeit 5,27 Jahre? Warum beträgt der Radius der Wasserstoffatome im Grundzustand 5,29 x 10-11 Meter? Die Theorie, die diese Fragen beantwortet, ist die Schrödinger-Gleichung, und der Beweis ist, dass mit dieser Gleichung viele Messungen / Beobachtungen berechnet werden können. Meiner Meinung nach sind die verschiedenen Interpretationen der Quantenmechanik Antworten auf das, was Griffiths "quasi-philosophische Fragen" nennt. Diese Interpretationen sind Beispiele für Philosophie, weil sie die Quantenmechanik überschreiten. Sie sind Antworten auf Fragen zur Quantenmechanik im Gegensatz zu Fragen zur Sinnesbeobachtung.

Der Autor beginnt mit der Überprüfung der klassischen Mechanik und sagt:

Die Quantenmechanik geht das gleiche Problem ganz anders an. In diesem Fall suchen wir nach der Wellenfunktion des Partikels Ψ (x, t), die wir durch Lösen der Schrödinger-Gleichung erhalten: (Seite 1)

Meiner Meinung nach die Verwendung des Wortes Welle ändern Funktion ist ein Versuch, die Quantenmechanik zu interpretieren oder zu erklären. Wir stellen die Frage: Was ist Ψ (x, t)? Die offensichtliche Theorie ist, dass es den Wellen ähnlich ist, die wir aus der klassischen Mechanik kennen. Es gibt viele Beweise Ψ (x, t) ist wie eine mechanische Welle und Physiker beurteilen diese Theorie als wahr. Die Theorie, Interpretation oder philosophische Einsicht, dass Ψ (x, t) eine Welle ist, hilft uns, die Quantenmechanik zu verstehen.

Der Autor fährt fort,

Aber was genau ist diese "Wellenfunktion" und was tut sie für Sie, wenn Sie sie haben … Die Antwort liefert Born & # 39; s statistische Interpretation der Wellenfunktion, die sagt, dass | Ψ (x, t) | 2 gibt die Wahrscheinlichkeit das Teilchen am Punkt zu finden x , diese Stunde t … Die statistische Interpretation führt eine Art ein Unbestimmtheit in die Quantenmechanik … Diese Unbestimmtheit hat Physiker und Philosophen gleichermaßen zutiefst beunruhigt, und es ist natürlich zu fragen, ob es sich um eine Tatsache der Natur oder um einen theoretischen Defekt handelt. (Seite 2)

Meiner Meinung nach unterscheiden sich Statistik, Wahrscheinlichkeit und Unbestimmtheit in Bezug auf zufällige makroskopische Ereignisse so stark von den Beobachtungen in der Quantenmechanik, dass die Born-Theorie oder -Interpretation unser Verständnis der Quantenmechanik nicht verbessert. Ich habe nicht & # 39; Ich glaube nicht, dass es genügend Beweise gibt, die die Born-Interpretation stützen, um sie als wahr zu beurteilen.

Die Beobachtung mit einer möglichen Analogie zur Statistik ist die Halbwertszeit instabiler Elemente. Wenn Sie ein einzelnes Cobalt-60-Atom längere Zeit beobachten, kann es zerfallen oder nicht. Wenn wir mit einer großen Anzahl von Cobalt-60-Atomen beginnen, wissen wir, wie viele nach einer gewissen Zeit dort sein werden. Ein Beweis für die Wahrheit der Quantenmechanik ist, dass die Halbwertszeit instabiler Elemente unter Verwendung der Schrödinger-Gleichung berechnet werden kann.

Wenn Sie eine Münze werfen, beträgt die Wahrscheinlichkeit, Kopf (H) oder Zahl (T) zu bekommen, ½. Genauer gesagt, durch Umdrehen und Beobachten erhalten Sie eine Reihe von Ergebnissen {H, T, H, H, T, H, T, T, T …}. Wenn die Wahrscheinlichkeit ½ beträgt, nähert sich die Anzahl der Köpfe geteilt durch die Anzahl der Würfe ½ im Limit, wenn die Anzahl der Würfe zunimmt. Es gibt noch einen anderen Vorbehalt. Die ½-Grenze muss für alle möglichen Teilmengen gelten. Dies ist erforderlich, um die Möglichkeit auszuschließen, dass eine versteckte Variable oder ein Dämon die Ergebnisse beeinflusst.

Das Werfen einer Münze ist jedoch ein völlig anderes Phänomen als der Zerfall eines Atoms. Das Werfen einer Münze beinhaltet zwei Ereignisse: das Werfen und das Landen der Münze. Der Zerfall eines Atoms ist nur ein Ereignis. Wir verstehen also, warum eine Münze Kopf oder Zahl hochkommt. Wir verstehen nicht, warum ein Atom zu einem bestimmten Zeitpunkt zerfällt. Es ist keine Beobachtung, dass die Wahrscheinlichkeit, dass ein Cobalt-60-Atom innerhalb von 5,27 Jahren zerfällt, ½ beträgt, da die Wahrscheinlichkeit ein Konzept in der Statistik ist. Es ist nur eine gute Idee. Meiner Meinung nach verdunkelt diese gute Idee oder Theorie nur unser Unverständnis für quantenmechanische Phänomene. Es verdeckt die Tatsache, dass wir nicht wissen, was ein Atom zum bestimmten Zeitpunkt seines Zerfalls zum Zerfall bringt.

Ohne Frage akzeptiert Born & # 39; In seiner Interpretation fährt Griffiths mit seinem Vergleich der quanten- und klassischen mechanischen Behandlung der Bewegung eines Teilchens fort:

Angenommen, ich sterben Messen Sie die Position des Partikels und ich finde es am Punkt C. Frage : Wo war das Partikel kurz vor der Messung? (Seite 3)

Dies ist eine Frage zur statistischen Interpretation. Wenn es keine Beweise gibt, die diese Theorie oder Interpretation stützen, warum sollten Sie Fragen dazu stellen? Griffith formuliert niemals drei Theorien, die diese Frage beantworten: realistisch, orthodox und agnostisch. Er nennt die Theorien Positionen Ich nehme an, weil es Leute gibt, die die Theorien als wahr beurteilen.

Die realistische Position ist laut Griffith, dass die Quantenmechanik nicht vollständig ist. Es ist sicherlich richtig, dass die Quantenmechanik nicht vollständig ist, da es keine Erklärung dafür gibt, warum ein bestimmtes radioaktives Atom zu diesem Zeitpunkt zerfällt. Griffiths spricht jedoch nicht über radioaktiven Zerfall. Griffiths sagt, die realistische Theorie sei eine Antwort auf die Frage nach der Born-Interpretation. Die realistische Theorie beantwortet keine Frage zu einer Beobachtung in der Quantenmechanik.

Nach seiner Frage nach dem Ort eines Teilchens zu urteilen, würde Griffith, wenn er den Zerfall eines bestimmten Cobalt-60-Atoms analysieren würde, fragen: Was geschah im Inneren des Cobalt-60-Atoms, kurz bevor es zu Nickel-60 zerfiel? Meiner Meinung nach ist eine bessere Frage: Was hat das Cobalt-60-Atom zum Zeitpunkt seines Zerfalls zum Zerfall gebracht? Ich denke, das ist eine bessere Frage, weil sie allgemeiner ist.

Die Frage, was ein radioaktives Atom zum bestimmten Zeitpunkt seines Zerfalls zum Zerfall bringt, wirft eine metaphysische Frage auf: Was ist Kausalität? In der Physik ist ein Kausalsystem eines, bei dem die Energie konstant ist. Beim menschlichen Handeln ist eine letzte Ursache das Ziel einer Entscheidung. Wenn wir 20 Minuten damit verbringen, unser Auto zu waschen, ist die letzte Ursache ein sauberes Auto. In der Metaphysik treten Ursache und Wirkung gleichzeitig auf. Die Ursache geht der Wirkung in der Reihenfolge der Kausalität voraus, nicht in der Reihenfolge der Zeit. Wenn die Ursache in der Reihenfolge der Zeit vor der Wirkung lag, gab es eine Zeitspanne, in der die Ursache nichts verursachte und die Wirkung durch nichts verursacht wurde.

Griffiths hat eine andere Vorstellung von Kausalität. In seiner Diskussion über das EPR-Paradoxon, die Verschränkung, den sofortigen Zusammenbruch von Wellenfunktionen, nichtlokale Phänomene und überluminale Einflüsse sagt er:

Betrachten wir das Experiment von Bell. Führt die Messung des Elektrons durch Beeinflussen das Ergebnis der Positronenmessung? Sicherlich tut – Andernfalls können wir die Korrelation von Daten nicht berücksichtigen. Aber macht die Messung des Elektrons Ursache ein besonderes Ergebnis für das Positron? Nicht im gewöhnlichen Sinne des Wortes. (Seite 428

Was ist der gesunde Menschenverstand des Wortes? Mein Verständnis von Kausalität ist, dass sie nicht definiert werden kann. Wir können die Kausalität verstehen, weil wir die Ursache der Dinge wissen wollen, die wir beobachten. Wir wollen alles wissen und verstehen.

Ich denke, Griffith & # 39; Das Konzept der Kausalität basiert auf der Idee, dass eine Ursache der Wirkung in der Reihenfolge der Zeit vorausgeht. Er denkt an die Bewegung großer Objekte, auf die eine nicht zeitabhängige Kraft einwirkt. Die Idee ist, dass die Position des Objekts zu einem bestimmten Zeitpunkt seine Position zu einem späteren Zeitpunkt verursacht. Diese nicht-metaphysische Kausalität kann nichtlokale Effekte nicht erklären, da sich etwas mit einer Geschwindigkeit bewegen müsste, die größer als die Lichtgeschwindigkeit ist. Keine Sorge, Griffiths hat eine andere Theorie:

Wir werden dann dazu gebracht, zwei Arten von Einfluss zu unterscheiden: die "kausale" Sorte, die tatsächliche Änderungen in einigen physikalischen Eigenschaften hervorruft … und eine "ätherische" Art, die keine Energie oder Informationen überträgt und für die der einzige Beweis ist eine Korrelation in den Daten, die auf den beiden getrennten Subsystemen aufgenommen wurden … (Seite 428)

Nur weil wir eine Frage stellen, heißt das nicht, dass es eine Antwort geben muss, die durch Beweise gestützt wird. Die Theorie, dass es eine "ätherische" Erklärung für die Verschränkung gibt, ist nur eine gute Idee. Es gibt keine Beweise dafür. Wir müssen mit der Möglichkeit rechnen, dass das Universum nicht verständlich ist.

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