Abstract Im Jahre 1935 veröffentlichte Erwin Schrödinger einen langen Artikel über „Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik”︁ [1]. Im Rahmen einer detaillierten Gegenüberstellung von klassischer Mechanik und Quantenmechanik erläuterte er darin die Gründe seines Unbehagens mit der damals neuen Theorie. Der Artikel wäre wohl in Vergessenheit geraten, enthielte er nicht einen Absatz mit der Beschreibung eines Gedankenexperiments, das unter dem Namen „Schrödingers Katze”︁ weit über die Physik hinaus zu Kopfzerbrechen geführt hat. Über 60 Jahre nach Schrödingers Artikel ist es möglich geworden, quantenmechanische Zustände herzustellen, die die Essenz des Katzen‐Paradoxons ins Labor übertragen.
Abstract Im Jahre 1935 veröffentlichte Erwin Schrödinger einen langen Artikel über „Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik”︁ [1]. Im Rahmen einer detaillierten Gegenüberstellung von klassischer Mechanik und Quantenmechanik erläuterte er darin die Gründe seines Unbehagens mit der damals neuen Theorie. Der Artikel wäre wohl in Vergessenheit geraten, enthielte er nicht einen Absatz mit der Beschreibung eines Gedankenexperiments, das unter dem Namen „Schrödingers Katze”︁ weit über die Physik hinaus zu Kopfzerbrechen geführt hat. Über 60 Jahre nach Schrödingers Artikel ist es möglich geworden, quantenmechanische Zustände herzustellen, die die Essenz des Katzen‐Paradoxons ins Labor übertragen.
ZusammenfassungIn physikalischen Veröffentlichungen ist es sein Name, der am häufigsten zitiert wird. Die heutige Physik und Chemie sind undenkbar ohne die Schrödinger-Gleichung und die Schrödingersche Wellenfunktion. Beide bilden das Kernstück der sogenannten Wellenmechanik, die 1926 in Form von vier Mitteilungen über die Quantisierung als Eigenwertproblem veröffentlicht wurde. Sch. versuchte mit seiner Theorie ein klassisches und anschauliches Bild der Atome zu skizzieren und die im Jahr zuvor von Werner Heisenberg konzipierte Atommechanik zu überwinden, von der er sich »abgeschreckt, um nicht zu sagen abgestoßen« fühlte. Sch. wollte sich nicht mit den Unstetigkeiten, jenen »Quantensprüngen« abfinden, zu denen Atome als Konsequenz der Plankschen Quantenhypothese gezwungen wurden. Als sich zur allgemeinen Überraschung noch 1926 herausstellte, daß die Theorien von Sch. und Heisenberg äquivalent waren, wurde der Weg frei für die philosophische Interpretation der Quantenmechanik, die vor allem auf Niels Bohr zurückgeht und durch den Begriff der Komplementarität charakterisiert werden kann. Sch. konnte die in diesem Rahmen erfolgte Aufhebung einer kausalen Determiniertheit im atomaren Geschehen nicht akzeptieren. Unter seinen Bemühungen, die erkenntnistheoretische Lektion der Atome zu lernen, ragt eine Diskussion über Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik (1935) hervor.
Die folgenden Ausführungen sind eine Erwiderung auf den von Erwin Schrödinger im August und November 1952 in „The British Journal for the Philosophy of Science“ veröffentlichten Artikel „Gibt es Quantensprünge? (Teil I und II)“. Eine Diskussion über dieses Thema war für die am B. Dezember 1952 stattfindende Versammlung der Philosophy of Science Group in Aussicht genommen, und ich war aufgefordert worden, die Aussprache zu eröffnen. Ich hatte diese ehrenvolle Einladung nicht ohne Bedenken angenommen, denn ich finde es peinlich, eine Meinungsverschiedenheit in einer so fundamentalen Frage mit einem meiner besten und ältesten Freunde öffentlich auszutragen. Zur Annahme bewogen mich schließlich verschiedene Gründe: Erstens bin ich der Überzeugung, daß keine Meinungsverschiedenheit in physikalischen Dingen unsere Freundschaft erschüttern könnte. Zweitens wußte ich, daß andere gute und alte Freunde von gleichem wissenschaftlichen Range wie Schrödinger meine Ansicht teilen, z. B. Niels Bohr, Heisenberg und Pauli. Der dritte und wichtigste Grund, die Diskussion der Schrödingerschen Publikation anzunehmen, war der, daß ihr unleugbarer literarischer Wert, die Weite des historischen und philosophischen Gesichtskreises und die geistreiche Darstellung einen verwirrenden Einfluß auf diejenigen Leser ausüben könnte, die, ohne selber Physiker zu sein, sich für die allgemeinen Gedankengänge der Physik interessieren.
Die Geschichte der Entdeckung des Ausschließungsprinzips, für die mir im Jahre 1945 die Ehre der Verleihung des Nobelpreises zuteil geworden ist, reicht bis in meine Studentenjahre in München zurück. Nachdem ich mir schon als Schüler in Wien einiges Wissen in der klassischen Physik und von Einsteins damals neuer Relativitätstheorie erworben hatte, geschah es an der Universität München, daß ich durch Sommerfeld in den — vom Standpunkt der klassischen Physik aus etwas sonderbaren — Bau des Atoms eingeführt wurde. Mir wurde der Schock nicht erspart, den jeder Physiker, an die klassische Denkweise gewohnt, erhielt, als er zuerst Bohrs „Grundpostulat der Quantentheorie“ kennen lernte. Es gab damals zwei Wege, auf denen man sich den schwierigen mit dem Wirkungsquantum verknüpften Problemen nähern konnte. Der eine bestand in dem Bemühen, eine abstrakte Ordnung in die neuen Gedanken zu bringen, indem man nach einem Schlüssel zur Übersetzung der klassischen Mechanik und Elektrodynamik in die Quantensprache suchte, die eine logische Verallgemeinerung jener wäre. In diese Richtung zielte Bohrs Korrespondenzprinzip.
Im Gegensatz zu den meisten Quantentheoretikern der 20er Jahre war Erwin Schrödinger ähnlich wie Albert Einstein ein Einzelgänger geblieben, der sich weder der Kopenhagener noch den Schulen von Göttingen und München anschließen mochte.Außerdem gehörte Schrödinger einer älteren Physikergeneration an, welche in der klassischen Tradition aufgewachsen war und welche den Welle- Teilchen-Dualismus des Lichtes und die durch die ältere Quantentheorie aufgezwungenen Quantisierungsvorschriften nur mit Widerstreben akzep- tierteh Als die Nachrichten über den berühmten Versuch von Arthur H.Compton nach Europa gelangten, der von den meisten Physikern als Bestätigung für die korpuskulare Natur der Lichtstrahlen angesehen wurde, schrieb er am 21.Juli 1925 kritisierend an Arnold Sommerfeld^: «Sie haben mit [Walther] Bothe und [Hans] Geiger, und den fast noch schöneren Versuchen von Compton alles, was nach klassischen Wellen riecht, zu Grabe getragen?Sie werden mich unverbesserlich nennen, aber ich kann mich dazu noch nicht so schnell entschließen.Ich habe schon das Gefühl: da ist irgend etwas ganz, ganz anderes als man bisher gedacht Man müßte trachten diese leerlaufenden Räder zu entfernen, eine Theorie zu machen, welche die Wellenphänomene nur liefert, wenn sie wirklich da sind.»Zu diesem Zeitpunkt hatte Werner Heisenberg diese neue Theorie bereits in den Händen, allerdings nicht in der Form, wie sie hier von Schrödinger gewünscht wurde.In Zürich, wo Schrödinger schon seit dem Wintersemester 1921/22 wirkte, arbeitete er insbesondere mit Hermann Weyl und Peter Debye zusammen.Außerdem verband ihn ein freundschaftliches Verhältnis mit den Experimentalphysikern Edgar Meyer, Paul Scherrer und Richard Bär. Weniger sagte ihm dagegen das gesellschaftliche Lehen der Stadt zu, wie auch aus folgendem Bericht hervorgeht, den er am 7. März 1925 Sommerfeld übermittelte zeitweilig von ihr zu trennen und die Beziehung zu seinen ehemaligen Jugendbekanntschaften zu erneuern.Bemerkenswert ist, daß Schrödinger gerade zu diesem Zeitpunkt seine berühmte Wellenmechanik ausarbeitete.Über die näheren Umstände, wie Schrödinger dann auf Louis de Broglies Idee der Materiewellen aufmerksam gemacht wurde und wie er daraus im Winter 1925/26 seine Wellenmcchanik in kürzester Zeit entwickelte, wollen wir hier nicht eingehen; darüber wurde schon des öfteren berichtet®.Interessant ist aber, was Schrödinger ursprünglich über das «Verhältnis zu Heisenbergs» Theorie dachte.Am 22. Februar 1926 äußerte er sich darüber in einem Schreiben an Wilhelm Wien: «Ich bin mit Geheimrat Sommerfeld von einer innerlich nahen Beziehung überzeugt.Sie muß aber ziemlich tief liegen, denn Weyl, der die Heisenbergsche Theorie gründlich studiert und selbst weiterentwickelt hat, sagt, er weiß das Verbindungsglied nicht zu finden.Deshalb hab' ich es aufgegeben, meinerseits zu suchen.Und das um so lieber, als mir der Matrixkalkül unerträglich war, lange bevor ich an meine Theorie auch nur entfernt dachte Jetzt hoffe ich natürlich fest, daß der Matrixkalkül, nach Aufsaugung seiner wertvollen Resultate, durch die Eigenwerttheorie wieder verschwinden wird ...» Und einen Monat später, am 19.März, kommt Schrödinger nochmals auf diesen Punkt zurück: Die Hoffnung, die ich aussprach, hat sich viel rascher erfüllt als ich dachte.Das Verhältnis zu Heisenberg ist nun restlos abgeklärt, und zwar in dem Sinn, daß, wer nicht will, nicht mit Matrizen rechnen braucht, weil die beiden Darstellungen vom rein mathematischen Standpunkt äquivalent sind.
Im Jahre 1948 veröffentlichte die Schweizer Zeitschrift „Dialectica“ eine Diskussion über die Grundfragen der Quantenmechanik. An dieser Diskussion nahmen viele hervorragende Physiker teil, unter anderen Bohr, Heisenberg, Einstein und Pauli, deren Artikel in den Nummern 7 und 8 der erwähnten Zeitschrift erschienen. Die größte Bedeutung kommt dem Artikel Bohrs „Über die Begriffe Kausalität und Komplementarität“ zu. Man kann diesen Aufsatz nicht nur als Ausdruck der Anschauungen der eigentlichen Kopenhagener Schule, sondern auch der Ansichten betrachten, die unter den Wissenschaftlern des Auslands über die Quantenmechanik vorherrschen.
Werner Heisenberg hat mich in den letzten zwei Jahrzehnten mehrfach gefragt, ob ich nicht Lust hätte, mit ihm ein Buch zu schreiben, dem er den Arbeitstitel „Schachmeisterpartien“ gab. Er wollte darin die philosophische Relevanz der modernen Physik — die in ihr sich andeutende radikale Änderung unseres Denkens — in einer Anzahl von „Schachpartien“ gegen Anhänger der verschiedenen traditionellen Denksysteme durchdiskutieren; also z. B. gegen einen Materialisten, einen Thomisten, einen Positivisten, einen Kantianer, einen Hegelianer, einen Platoniker. Ich habe ihn enttäuscht durch ein konstantes „Noch nicht“. Mir wäre in einer Reihe der Partien ja wohl die Führung der gegnerischen Steine zugefallen, in der unbequemen Rolle dessen, der etwas präzise vertreten soll, was er selbst nicht glaubt. Dies leisten zu können, hätte mich brennend interessiert, aber ich bin trotz einigen Fleißes im Studium der klassischen Positionen nicht schnell genug vorgerückt. Ihm ist schließlich die Geduld gerissen, und er hat etwas geschrieben, wozu nur er allein fähig war, eine Art Lebenserinnerungen in der Form platonischer Dialoge, unter dem Titel „Der Teil und das Ganze“.