Verschränkung

[JoAx]

Hi, Timm!

Zitat von Timm

Einstein wäre entäuscht von dem, was die EPR-Experimente bestätigt haben, die Spukhaftigkeit. Die er ad absurdum führen wollte.

Ich für mein Teil würde keine Vermutungen zu Einsteins Gemütszustand wagen, wenn er immer noch gelebt hätte.

Ansonsten muss man hier imho zwischen zwei Dingen unterscheiden.

a. Anforderungen, die Einstein an eine Theorie oder Interpretation stellte.

b. Lösungsansätze, die er in diesem Fall für die Interpretation der QM sich angedacht hat.

Das erste ist einer prinzipiellen, allgemeinen Natur. Eigentlich ist es nicht ein mal auf Physik eingeschränkt und könnte auf sonst noch welche Wissenschaft angewendet werden. Das könnte man vlt. als "starr" bezeichnen.

Das zweite ist der "kreative" Teil und hängt u.A. stark davon ab, was man bereits weiss -> von den experimentellen und theoretischen Erkenntnissen. Es kann sich auch "wandeln". Muss es sogar. Ein "Versagen" in diesem Punkt bedeutet deswegen nicht zwangsläufig, dass Punkt a. vollkommen "diskreditiert" ist.

Einsteins Kritik der KD basiert auf a., und ist auch heute noch gültig, so wie ich das sehe. Denn sie betrifft den Punkt, dass die Wahrscheinlichkeitswelle, angewendet auf ein einziges Quantensystem, ein unbeobachtbares "Ding" ist. Ich meine nicht, dass sich bis zum heutigen Tage daran etwas geändert hat. Du?

EPR-Gedankenexperiment gehört zu Punkt b. und soll den Gedankengang verdeutlichen. Bemerkenswert finde ich, dass es Einstein, Podolsky und Rosen waren, die auf dieses Experiment gekommen sind, und nicht etwa Bohr & Co. Das sagt mir, dass er die Idee hinter der KD nicht aus Unverständniss ablehnte.

Alles andere fällt unter das Motto - no body is perect. Auch Einstein ist ein Mensch gewesen. Mit begrenztem Wissen und daraus folgendem.


Gruß, Johann

[Timm]

Hi Johann,

Zitat von JoAx

a. Anforderungen, die Einstein an eine Theorie oder Interpretation stellte.

b. Lösungsansätze, die er in diesem Fall für die Interpretation der QM sich angedacht hat.

...

Einsteins Kritik der KD basiert auf a., und ist auch heute noch gültig, so wie ich das sehe. Denn sie betrifft den Punkt, dass die Wahrscheinlichkeitswelle, angewendet auf ein einziges Quantensystem, ein unbeobachtbares "Ding" ist. Ich meine nicht, dass sich bis zum heutigen Tage daran etwas geändert hat. Du?

Einstein war ein Anhänger des Determinismus, was Du vermutlich mit a meinst. Diese Anforderung stellte er und insofern erklären sich seine großen Bedenken gegen eine "spukhafte Fernwirkung". Die sind aber heute nach EPR undTeleportation weitgehend verstummt.

Mit b hat sich Einstein lebenslang beschäftigt, ohne eine Lösung zu finden. De Broglie-Bohm war ihm suspekt, Everetts relative Zustände ebenfalls.

Gruß, Timm

[RoKo]

Hallo zusammen,

kaum ist man zwei Tage nicht online, schon gibt es x Beiträge, zu denen was zu sagen wäre. Ich spare mir deshalb, einzeln zu zitieren.

Einstein bzw. EPR lagen mit ihrem Aufsatz aus heutiger Sicht sicherlich falsch, aber ohne deren kritische Fragestellung und ohne den ebenfalls kritischen Bohm (Vorschlag für einen durchführbaren Versuch) und den ebenfalls kritischen Bell (Ungleichung) wären wir nicht da, wo wir heute sind.

Ich glaube nicht an 'Spuk' und ich halte aus guten Gründen Wahrscheinlichkeitswellen (also mathematische Konstrukte in unseren Köpfen) und Viele Welten für verfehlte Konzepte.

Photonen sind deshalb ein gutes Forschungsobjekt, weil sich offensichtlich bei ihnen alle unerklärten Quantenphänomene zeigen; sie zugleich aber auch EM-Wellen sind und wir die gesamten Erkenntnisse der ED als zusätzliches Wissen zur Verfügung haben. Wir müssen dieses Wissen nur richtig anwenden.

Mein Erklärungsansatz:

1.) Die Energie einer EM-Welle ist abhängig von der Frequenz (Stichwort: E=h*v) und von der Phasenbeziehung zwischen E-Feld und B-Feld (Stichwort: Blindleistung). Diese Beziehung zwischen Energie, Frequenz(spektrum) und Phasenlage ist unabhängig von Raum und Zeit.

2.) Die Form einer EM-Welle bestimmt das Frequenzspektrum (Stichwort: Fourier)

Aus 1 und 2 folgt allgemein: Jede lokale Formänderung der EM-Welle ohne Energieänderung hat instante Folgen für die gesamte Welle, unabhängig von ihrer räumlihen Anordnung.

[Hawkwind]

Zitat von RoKo

1.) Die Energie einer EM-Welle ist abhängig von der Frequenz (Stichwort: E=h*v) ...

Genauer gesagt, ist das die Energie eines Photons, eines Feldquants. Eine niederfrequente elm. Welle kann durchaus energiereicher sein als eine mit höherer Frequenz, nämlich wenn mehr Photonen untwerwegs sind (Stichwort Intensität).

Zitat von RoKo

2.) Die Form einer EM-Welle bestimmt das Frequenzspektrum (Stichwort: Fourier)

ja ... und umgekehrt.

Zitat von RoKo

Aus 1 und 2 folgt allgemein: Jede lokale Formänderung der EM-Welle ohne Energieänderung hat instante Folgen für die gesamte Welle, unabhängig von ihrer räumlihen Anordnung.

Das klingt nun so, als wolltest du sagen, es breiten sich Veränderungen in einer elm. Feld bzw. Welle nicht mit der Geschwindigkeit c sondern instantan aus?

Wie sollte das aus (1) und (2) folgen; es wäre auch schlicht falsch.

Störungen in einer ebenen Welle (z.B. ""Pakete") breiten sich im Raum mit der Gruppengeschindigkeit aus; diese ist im Vakuum maximal c, kann im Materialien sogar mit der Frequenz variieren (Stichwort Dispersion).

Schätze, ich habe dich falsch verstanden, oder?

Gruss,
Hawkwind

[RoKo]

Hallo Hawkwind,

Zitat von Hawkwind

Schätze, ich habe dich falsch verstanden, oder?

Irrtum meinerseits will ich nicht ausschliessen. Aber zwei Missverständnisse liegen auch vor.
a) Ich beziehe mich auf verschränkte Photonen (deshalb E=h*v)
Die Intensität muss auf jeden Fall so gering sein, dass sie zur Wahrscheinlichkeit mutiert.
b) Argument 1 behinhaltet auch noch die Phasenbeziehungen.
Zwei verschränkte, aber räumlich getrennte Photonen bilden ja deshalb ein Gesamtsystem, weil sie mindestens partiell kohärent schwingen.
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Meine (möglicherweise falsche) Schlussfolgerung ist: Die Energie des Gesamtsystems ist eine komplexe Beziehung zwischen dem Frequenzspektrum der E-Feld- und B-Feld-Schwingungen und deren Phasenlage zueinander, die stets gewährleistet, dass der Betrag der Energie konstant bleibt. Diese Beziehung ist nicht von Raum und Zeit abhängig.

[RoKo]

Nachtrag:

Zitat von Roko: Die Intensität muss auf jeden Fall so gering sein, dass sie zur Wahrscheinlichkeit mutiert.

Der mögliche Energiefluss muß vor einer Entweder-Oder Entscheidung stehen müssen. Die Intensität der Welle ist dann ein Maß für die Wahrscheinlichkeit des möglichen Energieflusses.

[RoKo]

Nachtrag 2:

Zitat von Roko: Die Energie des Gesamtsystems ist eine komplexe Beziehung zwischen dem Frequenzspektrum der E-Feld- und B-Feld-Schwingungen und deren Phasenlage zueinander, die stets gewährleistet, dass der Betrag der Energie konstant bleibt. Diese Beziehung ist nicht von Raum und Zeit abhängig.

Das gilt selbstverständlich auch für ein einzelnes Photon. Ein Photon ist ja nicht etwas, dass stets nur an einem Punkt existiert; es ist immer irgendwie im Raum verteilt. Die Intensität des Photons an einem Raumpunkt ist ein Maß für die Wahrscheinlichkeit, dort "gemessen" zu werden (d.h. dort eine Wechselwirkung mit Energieübertrag eingehen zu können). Die angesprochene komplexe Beziehung zwischen dem Frequenzspektrum der E-Feld- und B-Feld-Schwingungen und deren Phasenlage sorgt auch dann dafür, dass der Betrag der Energie konstant bleibt. Im Falle einer vollständigen Absorbtion wird dann der Rest zu null. Das ist der vermeintliche Kollaps der Wellenfunktion.

[amc]

Moin Johann,

(Schon mal viel Spaß an alle, die meinen sonntäglichen "Auswurf" hier lesen. Nicht mehr, nur der ganz normale Wahnsinn. )

Zitat von JoAx

Das denke ich nicht

ich habe dabei an KD-Gegner gedacht. Falls es nicht klar genug rüber kam, sag ich es lieber nochmal dazu.

Zitat von JoAx

Liegt es an Zeilinger, oder an dir?

Es liegt an den verrückten Quanten.* Wir können doch alle nichts dafür.

Zeilinger geht mit seinem informationstheoretischen Ansatz natürlich über die Standard-(Quanten-)Physik hinaus. Man sollte aber m.E. nicht zu schnell sagen, er sehe die WF als eine reale Entität an. Das führt zu Problemen, auch für ihn.

Ich bin sicher weder ein ausgewiesener Zeilinger-Kenner, noch der informationstheoretischen Ansätze, oder gar der QP grundsätzlich.

Ich spreche also nur für mich und nicht für jemand anderen.

Trotzdem, ich versuche mal hier weiter zu machen ... (Und es hörte nicht mehr auf. )

Zitat von JoAx

Was kann man da "vorsichtig" verstehen:

• "ganz egal, wie weit sie voneinander entfernt sind, nach wie vor eine Einheit"

Denke auch, dies muss man so sagen. Zumindest aus philosophischer Sicht. Es scheint offensichtlich.

Aus physikalischer Sicht lässt sich nur sagen - in unseren Modellen verhalten sie sich wie eine Einheit. Allerdings, mit unseren Modellen können wir die Vorgänge auf eine für uns oft ausreichende Weise beschreiben und vorhersehen (berechnen), sonst würden wir diese Modelle nicht mehr benutzen.

Dies lässt immer vermuten, dass unsere Modelle einen Teil der Realität beschreiben. Aber man muss dabei auch genauso immer vorsichtig bleiben, weil es auch eine Täuschung sein kann, und es sich in der Realität möglicherweise doch (etwas) anders verhält.

Früher war es uneingeschränkt richtig, zu sagen, alles fällt immer nach unten. Das ist heute immer noch irgendwie richtig, aber nur noch sehr oberflächlich beschrieben. Das "unten" ist, ohne entsprechende Umdeutung, sogar falsch. Und wir wissen jetzt, es ist noch viel komplexer.

• "Die Messung an einem der beiden Teilchen ändert den Zustand des anderen Teilchens."

Finde ich unpräzise formuliert. Ist so sicher allgemein verständlich, aber es ist wohl eine zu "klassische" Formulierung, die der Sache (dem "Spuk" / der Nichtlokalität) nicht gerecht werden kann.

Der Punkt ist auch m.E., dass wir nach unseren Modellen, aufgrund der Komplementarität der verschränkten Zustände, nur in der Lage sind, das System als Ganzes zu messen. Unpräzise formuliert: Alle Teilchen gleichzeitig.

Es ist m.E. nicht so, dass ich das System "hier" messe, und sich dies dann nach "dort" auswirkt. Das Quantensystem selbst hat eine nichtlokale Existenz (erstmal nur modellhaft).

Es ist m.E. eher so, dass eine Messung an einem Quantensystem (egal wo) die Folge hat, dass sich die Bedingungen überall dort ändern, wo die Einflussmöglichkeit des Quantensystems nicht null war. Und das überall gleichzeitig.

Also handelt es sich hier um "Quantensprünge" - diskrete Veränderung von Zuständen, also ohne eine infinite Anzahl von Zwischenzuständen. Das "Dazwischen" gibt es wohl einfach nicht. Und das ist neu, das ist nicht klassisch.

Also gibt es nach meiner Auffassung nichts, was sich nichtlokal von hier nach dort auswirkt. Dies erscheint nur aus unserer, durch unsere alltägliche Erfahrung geprägten klassischen Sicht so zu sein.

Vielleicht sollte man auch statt immer nur von Information zu sprechen, auch die Rolle der "Bedingungen" untersuchen. Was sind Bedingungen? Was macht Bedingungen aus? Sind sie real? Wie werden sie geschaffen oder verändern sie sich? Und welche Rolle spielt dabei der Begriff Wahrheit? Ist es Wahrheit, die Bedingungen schafft? An welchen Orten existiert Wahrheit?

• "Die beiden Teilchen haben also keine voneinander unabhängige Existenz."

Man kann mit Hilfe des Begriffs Information versuchen zu erklären, wie sich diese modellhafte Beschreibung zur Realität verhält. Bzw. anderherum, verhält es sich in der Realität wie in unseren Modellen? Sind die Teilchen verschränkt tatsächlich eine Einheit? Was für eine Einheit?

Besteht real (physikalisch / materiell) eine Verbindung theoretisch über Lichtjahre? Von welcher Art ist diese Verbindung, wenn man sie als real ansieht?

Und hier wird's problematisch, wenn man auf klassischen Pfaden wandern möchte. Dann bekommt man nämlich eine potentiell gegen das Kausalitätsprinzip und gegen die Bellsche Ungleichung sprechende Fernwirkung. Also, Nichtlokalität+Zufall ist m.E. die Lösung.

Die "Verbindung", die Zeilinger versucht physikalisch zu beschreiben, kann daher nicht klassisch sein.

Und es lässt sich daher zwar natürlich feststellen, dass Zeilinger über den "Standard" hinaus geht, nach einer Erklärung, nach einer Interpretation sucht. Es lässt sich aber noch lange nicht sagen, vor allem für Zeilinger nicht (als Physiker), die WF stellt eine real existierende Entität in unserem Universum dar.

Und Zeilinger sagt dies so m.E. ganz sicher nicht. Er vertritt sicher auch die Wahrscheinlichkeitsinterpretation. Schätze, hierzu ließen sich Belege / Zitate finden. Meine auch, ich habe da noch dunkel eine Aussage im Ohr.

Ein Physiker darf / kann ja nur über physische Dinge sprechen. Falls Zeilinger sagen würde, die WF besitze eine reale "Form", muss sich klären lassen, worin diese "Form" besteht. Und das ist schwierig.

Ich selbst halte einen informationstheoretischen Ansatz als beinahe alternativlos. Aber auch Zeilinger wird sich z.B. dieser Kritik bewusst sein:

http://de.wikipedia.org/wiki/Interpr...uantenmechanik

Andererseits bezweifelt der Philosoph C. Timpson, dass mit informationstheoretischen Interpretationen eine immaterialistische Position begründet werden kann: Letztlich liefen auch diese Interpretationen entweder auf eine instrumentalistische Position oder auf Verborgene-Variablen-Theorien hinaus.

Es bleibt uns allen und insbesondere auch Zeilinger also gar nichts anderes übrig, als hier vorsichtig zu sein.

---

Mit einiger Sicherheit lässt sich wohl dies sagen: Die WF besitzt insofern eine reale Entsprechung, als dass sie das Wissen widerspiegelt, das wir von der Welt haben können. Sie ist Ausdruck dessen, was für uns und andere prinzipiell möglich ist, von der Welt zu wissen, bzw. in Erfahrung zu bringen.

Die Realität der WF liegt in uns (und in allen von der WF betroffenen Objekten), in unserem Wissen von der Welt, besser noch, in dem, was sich über die Welt prinzipiell wissen lässt.

Es ist also kein subjektives Wissen, sondern ein objektives Wissen, und insofern etwas Grundsätzliches. Etwas, das an allen Rädchen in unserer Welt ein wenig mitdreht. Etwas, das grundsätzlich auf alle Vorgänge ausgedehnt ist, die es betrifft.

Das Problem der Frage nach der "Verbindung" lässt sich vielleicht einfach so formulieren: Denkt man sie sich immateriell, dann ist es keine Physik. Mit solchen Gedanken brauchen wir uns hier nicht beschäftigen. Denkt man sie sich aber materiell, dann widerspricht sie potentiell der der QT und der RT. Also, was tun?

Ich sehe nur zwei Möglichkeiten. Da all diese Überlegungen über die Standard-Physik hinausgehen, kann man sich entweder wieder auf den Standard beschränken und betrachtet also nur die praktische Anwendung. Praktisch reicht es uns zu wissen, wie sich Teilchen verhalten, dafür müssen wir nicht zwingend wissen, warum sie dies tun.

Oder aber wir müssen zu einem viel tieferen Verständnis der Dinge kommen, die unsere Welt ausmachen - also Materie/Energie, Raum und Zeit.

Und diese zweite Möglichkeit ist dann leider oft weniger physikalisch, sondern oft eher philosophisch oder aber einfach "Zukunftsmusik".

Dennoch bin ich der Meinung, dass zu einer vollständigen Physik auch immer die Frage des "Warum" gehört. Woher sonst, soll der "Fortschritt" kommen?


Grüße, amc


* "Kurze" (ausschweifende) Anmerkung zur verrückten (Quanten-) Welt:

Man sollte nie vergessen - wären die Quanten nicht so verrückt, dann wäre unsere Welt wohl gar nicht möglich. Und dass die Welt sich uns als so "verrückt" darstellt, liegt nicht an der Welt, sondern an unserem noch an Verständnis mangelndem Geist, der in einer ständigen Entwicklung steht. Jeder "Geist" (und jedes erfahrbare Objekt) ist ein "Zwischenwesen", jede Erkenntnis stellt eine Momentaufnahme dar, davon bin ich überzeugt.

Das sollte aber nicht verzweifeln lassen. Es kann nicht anders sein. Abgedroschen ausgedrückt: "Der Weg ist das Ziel". Weil ein "Etwas", ohne eine Entwicklung, ist ein "Nichts".

Wer sein stets endlich seiendes Wissen akpzeptiert, kann nachts ruhiger schlafen. Was nicht heißen soll, nachdenken lohne sich nicht, weil "wissen" lässt sich ja eh nichts mit Sicherheit oder Absolutheit.

Im Gegenteil. Ich glaube an Wahrheit und Objektivität, in jeweils zu ziehenden (gezogenen) und sich ggf. verändernden Grenzen. Was man aber nicht tun darf, ist, den eigenen Geist größer zu machen, als die Welt selbst. Wer dies tut, wird immer scheitern, oder gar verrückt.

Man sollte seinen Blick (zuerst) möglichst immer auf das richten, von dem man ausgeht, dass es einem auch prinzipiell, auf eine zu definierende Art, zugänglich ist. Man sollte nicht versuchen, das "Große Ganze" zu erklären, was wohl immer unmöglich ist. Wer unendlich viel Zeit hat, kann's natürlich mal versuchen.

Nein, Allwissenheit ist keine irdische Sache. Keine Sache der Physik, oder einer anderen Wissenschaft.

Dies ist kein Gottesdienst, sondern eine Aufforderung an alle "Geister", sich dem zu öffnen, dessen Teil man ist. Carpie Diem.

[Timm]

Hi amc,

Zitat von amc

Zeilinger geht mit seinem informationstheoretischen Ansatz natürlich über die Standard-(Quanten-)Physik hinaus. Man sollte aber m.E. nicht zu schnell sagen, er sehe die WF als eine reale Entität an. Das führt zu Problemen, auch für ihn.

Zeilinger sieht die WF nicht als reale Entität an, sondern als Rechenvorschrift,

Gruß, Timm

[RoKo]

Zitat von Timm

Hi amc,

Zeilinger sieht die WF nicht als reale Entität an, sondern als Rechenvorschrift,

Gruß, Timm

.. wobei diese Rechenvorschrift auf der "korpuskularen Umdeutung" der Wellenfunktion durch Max Born beruht.