„Habe nun ach! Philosophie, Juristerei und Medizin, und leider auch Theologie! durchaus studiert mit heißem Bemühn. Da steh ich nun, ich armer Tor! und bin so klug als wie zuvor; heiße Magister, heiße Doktor gar, und ziehe schon an die zehen Jahr herauf, herab und quer und krumm meine Schüler an der Nase herum – und sehe, dass wir nichts wissen können!

Das will mir schier das Herz verbrennen!“ 

- Faust I, S. 354–365

unser Problem

1. keine Analogie

Dieser Aufsatz soll dem Verständnis der Frage dienen, warum wir Menschen uns teilweise so schwer mit der Quantenwelt tun. Um das menschliche Problem mit der Quantenwelt zu verstehen, müssen wir uns das im Mikrokosmos herrschende Verhältnis zwischen empirischen Messungen, mathematischer Beschreibung und menschlicher Vorstellung ansehen. Viele Aspekte der Quantenwelt sind unserer unmittelbaren Wahrnehmung nicht zugänglich. Sie gelangen nur indirekt über Rechnungen und Experimente zu uns. Was aber sagen uns Zahlen aus Messreihen und formalisierten Theorien? Beziehungsweise: Wie ist die Quantenwelt wirklich? Sofern man überhaupt davon sprechen kann, ist die Quantenwelt grundsätzlich anders als die uns bekannte. Und genau hier beginnt unser Problem. Wir haben somit keinerlei Analogien aus der Alltagserfahrung, mithilfe derer wir uns die Quantenwelt entsprechend veranschaulichen könnten(Eine Analogie ist eine Ähnlichkeit, Entsprechung) Nehmen wir exemplarisch den Welle-Teilchen-Dualismus. Ein Elektron beispielsweise ist weder Teilchen noch Welle und auch nicht irgendwie beides. Nehmen wir nun das Teilchenmodell. Die weitverbreiteten Vorstellungen, Elementarteilchen seien so etwas wie Bälle, Murmeln oder Punkte, sind falsch und deshalb irreleitend. Ein paar erklärende Beispiele dazu. Photonen können völlig ungestört durcheinander vorbeifliegen, Bälle sind hart. Der Aufenthaltsort eines Elektrons ist nicht scharf begrenzt, Murmeln befinden sich immer exakt und nur an einem Ort. Photonen lassen sich nicht immer zählen, Punkte theoretisch schon. Ein Elementarteilchen ist also schlichtweg etwas, das keinerlei Entsprechung in dem uns bekannten Makrokosmos hat. Und so verhält es sich nahezu mit der kompletten Quantenwelt.

2. keine Vorstellung

Vorstellen bedeutet dem Wortursprung nach, etwas gedanklich vor sich stellen. Und unser inneres Auge muss bei der Erschaffung geistiger Bilder auf real Wahrgenommenes zurückgreifen. Vorstellungskraft baut auf Empirie auf (Hume: Vorstellung ist Nachbildung von Wahrnehmung). Das heißt, das Rohmaterial der Vorstellung ist das den Sinnen Bekannte. Dies Rohmaterial kann abgeändert, zusammengefügt und modifiziert werden. Wir können uns jedoch nichts vorstellen, was nicht aus unserem Wahrnehmungsschatz hervorgeht. Eine Giraffe mit Rüssel können wir uns noch vorstellen, da die Vorstellung vom Gedächtnis mit visuellen Bildern gespeist wird. Nicht aber wie Infrarot (für eine Schlange) aussieht oder ein Universum, in dem keine Zeit vergeht. Wenn wir dies versuchen, stellen wir uns wohlmöglich ein Universum ohne Veränderung vor. Der vorgestellte Beobachtungsakt selbst aber wird zwingend zeitlich sein. Da unsere Erfahrung vom Zeitfluss geprägt ist, können wir uns keine Welt ohne vorstellen. Und genau der gleiche Umstand begründet auch die Unzugänglichkeit der Quantenwelt für unsere Vorstellung. Weil wir keine treffende Analogie zur, haben wir auch keine treffende Vorstellung von der Quantenwelt.

# Wer glaubt, sich eine Vorstellung von der

Quantenwelt machen zu können, liegt falsch.

3. keine Sprache

Da wir keine treffende Analogie zur, haben wir keine treffende Vorstellung von, haben wir keine treffende Sprache über die Quantenwelt. Unpassende Analogien zur Quantenwelt begannen meist mit didaktischen Vereinfachungen. Aus zunächst idealisierten Vereinfachungen wurden falsche Vorstellungen. So beschreibt man in der klassischen Mechanik einen Apfel als Zustand (Massepunkt). Untersucht man nun beispielsweise die gravitative Wirkung eines Apfels, so wird er nur als „Massepunkt“ betrachtet. Form oder gar Aussehen interessieren nicht. Genauso verhält es sich auch mit der Quantenwelt. Bedeutungslose Wörter zu kreieren (In seinem Buch „Auf der Suche nach Schrödingers Katze: Quantenphysik und Wirklichkeit“ nennt der Autor John Gribbin die Elektronen etwa „glittige Tobs“) hilft zwar nicht bei der richtigen, schützt aber vor falschen Vorstellungen (etwa Elektronen als Welle oder Teilchen).

4. kein intuitives Erfassen

Warum überrascht es uns so sehr, dass die Welt im ganz Kleinen fundamental anders ist als im mittleren Größenbereich? Weil es gegen unsere Intuition geht (Intuition ist die Fähigkeit, Einsichten ohne diskursiven Gebrauch des Verstandes zu erlangen). Bis zur Entstehung der Quantentheorie war alles noch irgendwie beobachtbar oder hatte zumindest eine bildhafte Erklärung. Intuitiv glaubten wir, dass die Welt im ganz Kleinen ungefähr auch so ist, wie wir sie im Mittleren, seit wir denken können, kennen. Doch dem ist nicht so. Die Quantenwelt ist grundsätzlich anders als die unsere. Somit stehen wir gegenüber der Quantenwelt gegenwärtig vor der komplett neuen Situation, etwas nicht mit alten Mustern fassen zu können. Und, dass wir kein intuitives Verständnis der Quantenwelt haben, und nur das, macht sie so merkwürdig für uns. Die Entdeckungen der Quantenwelt sind kontraintuitiv und von daher überraschend. Richard Feynman brachte dies in einer Vorlesung sehr pointiert zu Ausdruck, als er sagte: „Das “Paradoxe“ ist lediglich ein Konflikt zwischen der Realität und ihrem Gefühl, was Realität sein sollte.“ Die Ungreifbarkeit der Quantenwelt für unseren Verstand ist also kein Argument gegen sie. Nichts spricht dafür, dass die Quantenwelt verstandesmäßig irgendetwas sein sollte. Ein unvoreingenommenes, nicht-intuitives Gottesauge wird nichts Merkwürdiges an der Quantenwelt finden. Wenn wir uns auf die eigentliche Physik, Formeln und Messungen   konzentrieren würden, so hätten wir kein Problem. Denn die Quantentheorie funktioniertDas Problem liegt bei uns.

Kommentare: 1
  • #1

    WissensWert (Donnerstag, 31 März 2016 16:57)

    "Es ist sehr schwer, über Quantenmechanik zu sprechen und dabei eine Sprache zu benutzen, die sich ursprünglich entwickelt hat, um anderen Affen zu sagen, wo die reifen Früchte sind."

    - Terry Pratchett


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