Abstract Das physikalische Paradoxon der Dualität mit ihren zwei entgegengesetzten „Manifestationen Als‐Ob”︁ kann durch die einheitliche Quantenmechanik, im besonderen durch die DUANEsche Auswahlregel für den linearen Impuls überwunden werden. Dies wird am Beispiel der Elektronenbeugung am Kristall und am einfachen und Doppelspalt gezeigt. Was Einstein als ‘Beruhigungsphilosophie’ bezeichnete, kann dadurch in objektive Physik verwandelt werden.
Abstract Das physikalische Paradoxon der Dualität mit ihren zwei entgegengesetzten „Manifestationen Als‐Ob”︁ kann durch die einheitliche Quantenmechanik, im besonderen durch die DUANEsche Auswahlregel für den linearen Impuls überwunden werden. Dies wird am Beispiel der Elektronenbeugung am Kristall und am einfachen und Doppelspalt gezeigt. Was Einstein als ‘Beruhigungsphilosophie’ bezeichnete, kann dadurch in objektive Physik verwandelt werden.
Abstract Die grundlegenden Begriffe der Quantentheorie werden analysiert. Es wird dabei untersucht, wie weit die Ergebnisse der orthodoxen Quantentheorie mit Notwendigkeit aus dem experimentellen Material folgen. Als Ergebnis dieser Analyse wird geschlossen, daß auf gewisse spekulative Resultate der Quantentheorie verzichtet werden kann und daß nach Weglassen dieser Resultate, wenigstens im Prinzip, es nicht unmöglich erscheint, für die Quantenerscheinungen ein Modell zu finden, welches einem klassischen Modell viel näher steht, als es im allgemeinen für möglich gehalten wird. Ein solches Modell würde gewisse unannehmbare, idealistische Folgerungen der Theorie unnötig machen, ohne dabei mit solchen Teilen der Theorie in Widerspruch zu geraten, die durch Experiment direkt bestätigt werden können. Das von uns proponierte Modell ist nur qualitativ, es operiert aber explizit mit Wirkungen, die sich mit Überlichtgeschwindigkeit ausbreiten. Es wird gezeigt, daß die Analyse der experimentellen Resultate notwendigerweise zur Annahme von Wirkungen führen, die mit Überlichtgeschwindigkeit fortgepflanzt werden.
Abstract Im Weltbild der Physik vor Entdeckung der Quantenmechanik sind die Eigenschaften physikalischer Objekte stets wohlbestimmt und existieren unabhängig von ihrer Messung. Dies wird als Realismus bezeichnet. Zudem können aufgrund des Prinzips der Lokalität physikalische Einflüsse höchstens mit Lichtgeschwindigkeit übertragen werden. Dieser lokale Realismus steht jedoch im Widerspruch zu den Vorhersagen der Quantenphysik. Dies zeigt sich durch die experimentelle Verletzung der Bellschen Ungleichung durch quantenmechanisch verschränkte Zustände. Neueste Experimente stehen direkt vor der Realisierung eines definitiven Bell‐Tests, der alle wichtigen Schlupflöcher gleichzeitig schließt.
Die Newtonsche Mechanik, die Maxwellsche Elektrodynamik, die Clausius-sche Thermodynamik und die Einsteinsche Relativitätstheorie sind auch heute noch von grundlegender physikalischer Bedeutung. Wie alle Theorien der klassischen Physik beruhen sie auf der Vorstellung, ein Untersuchungsobjekt könne so mit Messapparaturen in Wechselwirkung gebracht werden, dass die Störung des Objektsystems durch das Messsystem klein gemacht werden kann. Da jede Messung auf einer energetischen Kopplung zwischen dem zu messenden Objekt und der Messapparatur beruht, kann diese Störung zwar nie vollständig verschwinden aber für die in der klassischen Physik betrachteten Grössen fast beliebig klein gemacht werden. In diesem Sinn ist in der klassischen Physik die Idealisierung der nicht-störenden Messung ein sinnvoller Begriff. Ein typisches Beispiel dafür sind terrestrische astronomische Beobachtungen.
Die Quantentheorie und die Theorie der quantenmechanischen Messung ermoglichen es, Aussagen uber quantenphysikalische Systeme (Atome, Kerne, Elementarteilchen) zu machen, die an diesen Systemen experimentell nachgepruft werden konnen.Beispiele fur solche Aussagen sind z.B. ,,das Elektron hat den Impuls p" oder ,,der Atomkern hat einen Drehimpuls J".Wie fur die Aussagen aller Wissensgebiete wird man zunachst auch fur diese Aussagen erwarten, daR sie den Regeln der Logik gehorchen.Tatsachlich ist das aber nicht der Fall.Es hat sich namlich gezeigt, daB von den Regeln der Aussagenlogik, die zuerst von den Stoikern aufgestellt wurden, spater im Mittelalter und in der modernen mathematischen Logik wieder aufgegriffen wurden, nur noch ein Teil fur Aussagen uber Quantenphanomene richtig bleibtl).2)3 9, 4).Einige dieser Regeln verlieren ihre Gultigkeit.Derjenige Teil der logischen Regeln, der auch noch in der Quantenphysik gilt, wird gewohnlich als Quantenlogik bezeichnet.Es handelt sich also bei der Quantenlogik nicht um eine ,,neue" Logik, die im Bereich des Atomaren gilt, sondern um eine restriktive Logik, die weniger enthalt als die uns bekannte klassische Aussagenlogik.Der heutige Physiker ist im allgemeinen leicht geneigt zu glauben, daR irgendeine Disziplin, die in der Philosophie vergangener Jahrhunderte fur wahr gehalten wurde, durch die moderne Physik widerlegt sei.Das kommt einerseits daher, daR viele Physiker empiristisch denken, d. h. in diesem Falle, daB sie geneigt sind zu glauben, man konne alle auf die Erfahrung bezogenen Behauptungen auch durch Erfahrungen -z.B. der Atomphysikwiderlegen. Anderseits sprechen fur eine solche Einstellung die schlechten Erfahrungen, die die Physik mit Begriffen und Satzen gemacht hat, die in der philosophischen Tradition uberliefert wurden.Die Verknupfung von Raum und Zeit in der Relativitatstheorie oder das Versagen des Kausalgesetzes in der Quantentheorie gehoren zu diesem Problemkreis.Man wird deshalb versucht sein, auch eine Restriktion der Aussagenlogik in der modernen Atomphysik einfach als eine neue Erfahrung hinzunehmen.Dies ist jedoch nicht ohne weiteres moglich.Die groRte Schwierigkeit, die sich einer solchen Einstellung entgegenstellt, ist die Tatsache, daB die klassische Aussagenlogik wahr ist.Und zwar ist die Aussagenlogik keineswegs in einem empirischen Sinne wahr, sondern sie ist wahr durch das unmittelbare Einleuchten (die Evidenz) ihrer Satze, deren Gultigkeit somit auf keinen bestimmten Gegenstandsbereich eingeschrankt ist.Wie das im Einzelnen 2x1 verstehen ist, sol1 im ersten Teil auseinandergesetzt werden.Nehmen wir zunachst einmal die Evidenz der klassischen Logik als gegeben an, so entsteht die Frage, wie es moglich sein kann, daR fur die Aussagen der Quantenphysik nur eine restriktive Logik, die Quantenlogik, gilt.
Abstract Von den Anfängen der Quantenmechanik bis heute gibt es Versuche, sie als statistische Theorie über Ensembles individueller ‚klassischer’︁ Systeme zu interpretieren. Die Bedingungen, unter denen Theorien verborgener Parameter zu deterministischen Beschreibungen dieser individuellen Systeme als ‚klassisch’︁ angesehen werden können, wurden von Einstein, Podolsky und Rosen 1935 formuliert: 1. Physikalische Systeme sind im Prinzip separierbar. 2. Zu jeder physikalischen Größe, deren Wert man ohne Störung des betrachteten Systems mit Sicherheit voraussagen kann, existiert ein ihr entsprechendes Element der physikalischen Realität. Zusammen sind sie, wie Bell 1964 gezeigt hat, prinzipiell unverträglich mit der Quantenmechanik und unhaltbar angesichts neuerer Experimente. Diese erweisen einmal mehr die Quantenmechanik als richtige Theorie. Um ihre Ergebnisse zu verstehen, müssen wir entweder die in der klassischen Physik als selbstverständlich angesehene Annahme der Separierbarkeit physikalischer Systeme aufgeben oder unseren Begriff der physikalischen Realität revidieren. Eine Untersuchung des Begriffs der Separabilität und einige Überlegungen zum Problem der Messung von Observablen zeigen, daß eine Änderung des Begriffs der physikalischen Realität unumgänglich ist. Der revidierte Realitätsbegriff sollte mit klassischer Physik und Quantenmechanik verträglich sein, um ein einheitliches Weltbild zu ermöglichen.
Abstract Der folgende Aufsatz ist ein Beitrag zur Interpretation der Quantenmechanik. In ihm wird der Versuch unternommen, einer unter Quantenphysikern weit verbreiteten positivistisch geprägten ‚Beruhigungsphilosophie’︁ (dies ist ein Ausdruck Einsteins), die wissenschaftliche Theorien nur als Instrumente zur Vorhersage von Beobachtbarem ansieht und sich auf diese Weise den Umgang mit der Quantentheorie in gewisser Hinsicht leicht macht, eine ambitioniertere Deutung der Quantentheorie entgegenzusetzen. Nach einer längeren, rein philosophischen Einführung zeigt der Autor, wie einige zentrale quantenmechanische Interpretationsprobleme — vor allem das Problem der Nichtlokalität — im Sinne seines „internen Realismus”︁ behandelt werden können. Die physikalischen Grundlagen dieser Diskussion sind z. B. im Aufsatz „Nonseparability and the Tentative Descriptions of Reality”︁ von B. d'Espagnat, Physics Reports 110, No. 4 (1984) 201–264, ausführlich beschrieben. Ferner sei auf die Beiträge von B. S. De‐Witt „Quantum Mechanics and Reality”︁, Physics today September 1970, S. 30 und April 1971, S. 36 sowie von W. Mücken‐heim „Das EPR‐Paradoxon und die Unbestimmtheit der Realität”︁, Physikalische Blätter Oktober 1983, S. 331 hingewiesen. Hilary Putnam ist einer der renommiertesten und scharfsinnigsten amerikanischen Philosophen der Gegenwart. Er bemüht sich zur Zeit darum, eine umfassende und konsistente Position des philosophischen Realismus zu entwickeln, die er „interner Realismus”︁ nennt.