Abstract Wie neuere Experimente unter sehr allgemeinen Voraussetzungen beweisen, betreffen die Unbestimmtheitsrelationen nicht nur unsere Kenntnis der Realität, sondern deren Existenz. Räumlich separierte Systeme zeigen ein Korrelationsverhalten, dessen Ursache nicht in ihnen enthalten sein kann. Dieser Sachverhalt — sofern man ihn nicht als unerklärbar hinnehmen will — zwingt dazu, fundamentale Prinzipien der Physik aufzugeben. In jedem Falle führt sowohl der Versuch einer Erklärung als auch der Verzicht darauf zu einer drastischen Revision der gewöhnlichen Realitätsvorstellung.
Abstract Wie neuere Experimente unter sehr allgemeinen Voraussetzungen beweisen, betreffen die Unbestimmtheitsrelationen nicht nur unsere Kenntnis der Realität, sondern deren Existenz. Räumlich separierte Systeme zeigen ein Korrelationsverhalten, dessen Ursache nicht in ihnen enthalten sein kann. Dieser Sachverhalt — sofern man ihn nicht als unerklärbar hinnehmen will — zwingt dazu, fundamentale Prinzipien der Physik aufzugeben. In jedem Falle führt sowohl der Versuch einer Erklärung als auch der Verzicht darauf zu einer drastischen Revision der gewöhnlichen Realitätsvorstellung.
ZusammenfassungWenn man es mit Korpuskeln hoher Relativgeschwindigkeit zu tun hat — d.h. in dem Fall, wo die klassische Physik an Stelle der Newtonschen Gleichungen die relativistischen Gleichungen verwenden würde — kann die Quantenmechanik nicht mehr so ohne weiteres herangezogen werden. Ihre Formulierung muß erweitert werden. Jedoch bleiben ihre Basisaxiome gültig, und die grundsätzlichen Probleme bei ihrer Deutung sind dieselben wie in der nicht-relativistischen Physik. Der einzige wesentliche Punkt, den man hier erwähnen muß, ist der, daß allein die relativistischen Phänomene der Materie die Möglichkeit geben, sich in Energie umzuwandeln und umgekehrt. Es ist folglich nicht mehr gestattet, die Elementarteilchen als stabile Bestandteile des Universums aufzufassen, die in Ewigkeit existieren und agieren. Es ist daher nicht mehr möglich, zwischen der Existenz eines Teilchens und seinen übrigen Eigenschaften eine deutliche, ebenso qualitative wie fundamentale Unterscheidung zu treffen. Von nun ab hat die Theorie selbst in der Existenz eines Teilchens (oder eines Teilchenpaares) genauso wie in seiner Lage, seiner Geschwindigkeit usw. nahezu eine Art physikalische Eigenschaft zu sehen (nicht des Teilchens, sondern irgendeines Grundelementes). Die Teilchen sind selbst „physikalische Eigenschaften“. Diese Tatsache — daß unter die Eigenschaften eines physikalischen Systems auf gewisse Art auch dessen Existenz zu zählen ist — ist in der Folge beizubehalten. Dies ist genau genommen von allen aus der relativistischen Quantenmechanik herrührenden Tatsachen die einzige, die man zu berücksichtigen hat.
Abstract Es soll gezeigt werden, daß die EPR‐Experimente allein im makroskopischen Bereich der Apparaturen beschrieben werden können. Diese Beschreibung oder auch die entsprechende mit Hilfe von Mikrosystemen ist ohne jede Widersprüche. Eine ontologische Interpretation der Experimente ist sowohl für die makroskopische wie mikroskopische Beschreibung der Experimente problematisch. Die korrekte, physikalische Beschreibung der EPR‐Experimente führt dazu, viele Vorurteile darüber zu vermeiden, was Physik ist.
In einer vollständigen Theorie gibt es zu jedem Element der Realität stets ein entsprechendes Element. Eine hinreichende Bedingung für die Realität einer physikalischen Größe ist die Möglichkeit, sie mit Sicherheit vorherzusagen, ohne das System zu stören. In der Quantenmechanik schließt im Falle von zwei physikalischen Größen, die durch nicht-kommutierende Operatoren beschrieben werden, das Wissen von der einen das Wissen von der anderen aus. Dann ist entweder (1) die Beschreibung der Realität, die durch die Wellenfunktion in der Quantenmechanik gegeben wird, nicht vollständig oder (2) diesen beiden Größen kann nicht gleichzeitig Realität zukommen. Die Betrachtung des Problems, Vorhersagen bezüglich eines Systems auf der Grundlage von Messungen zu machen, die an einem anderen System, das zuvor mit dem ersteren in Wechselwirkung stand, ausgeführt wurden, führen auf das Ergebnis, daß wenn (1) falsch ist, dann auch (2) falsch ist. Man wird so zu dem Schluß geführt, daß die Beschreibung der Realität, wie sie von der Wellenfunktion geleistet wird, nicht vollständig ist.
ZusammenfassungGegen Ende seines Lebens schrieb Einstein seinem ältesten Freund, daß ihn 50 lange Jahre des ununterbrochenen „bewußten Nachgrübelns“ über die Frage „Was sind Lichtquanten?“ der Antwort um nichts näher gebracht hätten. Wie immer übertrieb Einstein auch in diesem Falle keineswegs: Das Problem, Diskretheit ebenso wie Kontinuität in der natürlichen Welt zu verstehen, beschäftigte ihn während seiner ganzen wissenschaftlichen Laufbahn. Daß Einstein so viel Zeit und Energie darauf verwendete, sich mit der Quantentheorie auseinanderzusetzen, mag viele — sogar viele Physiker — überraschen. Denn sein Entwurf der speziellen und der allgemeinen Relativitätstheorie sowie seine vielen Versuche, eine noch allgemeinere Theorie, nämlich eine einheitliche Feldtheorie, zu schaffen, haben seine anderen Leistungen in den Schatten gestellt. Und doch wird vermutlich jeder, der das Werk Einsteins kennt, den Worten von Max Born, einer der bedeutendsten Persönlichkeiten in der Entwicklungsgeschichte der Quantenmechanik, zustimmen, als er schrieb: „Meiner Meinung nach müßte er selbst dann, wenn er nicht eine einzige Zeile über die Relativität geschrieben hätte, als einer der größten theoretischen Physiker aller Zeiten gelten.“ Diese Meinung gründete sich hauptsächlich auf jene Schriften, in denen Einstein über die erstaunlichen Ergebnisse seines „bewußten Nachgrübelns“ über das Quantenproblem berichtet.
Zusammenfassung Quanteneffekte in mechanischen Systemen, die man oft schon mit bloßem Auge sehen kann, wurden dank enormer Fortschritte der letzten Jahre Realität in vielen Forschungslaboren weltweit. Die routinemäßig erzeugten Quanteneffekte reichen von gequetschten Zuständen über die Erzeugung von Verschränkung bis zur Verletzung von Bell‐Ungleichungen. Dabei geht es nicht mehr nur um fundamentale Fragestellungen, wie die Existenz einer Schrödingerschen Katze, sondern auch um echte Anwendungen als Quantentechnologie. Mechanische Systeme verheißen hier eine spannende Zukunft für die Grundlagenforschung bis hin zu neuartigen Anwendungen.
Der Übergang von der klassischen zur modernen Physik ist immer als eine Revolution angesehen worden. Die Relativitätstheorie hat dazu geführt, dass sich unsere Vorstellungen von Raum und Zeit grundlegend verändert haben, und die Quantenmechanik hat die Möglichkeit einer widerspruchsfreien Beschreibung der Wirklichkeit in Frage gestellt. Dieses Buch ist ein Versuch zu zeigen: Diese Konsequenzen sind keineswegs zwingend. Die eigentliche Revolution liegt vielmehr in der Einsicht, dass die moderne Physik sich nicht mit der erkenntnistheoretischen Naivität der klassischen Physik verträgt. Die physische Welt lässt sich nicht so erkennen, wie sie an sich beschaffen ist, unabhängig von unseren menschlichen Wahrnehmungen, sondern nur so, wie sie sich in unseren Erfahrungen zeigt