Raumzeit - Provokation der Schoepfung
der Wellen- oder Partikeltheorie anwenden lassen, denn die subatomare Welt konnte, je nachdem, was gesucht wurde, sowohl als Wellen- als auch als Partikeluniversum betrachtet werden. Was wäre die Folge, wenn alle von den Physikern in der Mikrowelt beobachteten Vorgänge weniger durch die sogenannte Wirklichkeit bestimmt würden als durch die Beobachtungsmethode der Wissenschaftler?
Werden die Resultate am Ende durch den Beobachter mit seinem Messinstrumentarium bestimmt? Soll zum Beispiel ein Elektron aufgespürt werden, wird es mit harter Gammastrahlung beschossen. Dadurch wird es aber gleichzeitig aus seiner Umlaufbahn im Atom gestoßen. Damit liegt in der Methode der Entdeckung bereits die Veränderung. Ist damit unsere Welt von Natur aus unberechenbar? Über die zukünftigen Verhaltensweisen eines physikalischen Systems lassen sich also allenfalls Vermutungen beziehungsweise Wahrscheinlichkeitsberechnungen anstellen.
Mit dieser Feststellung wurde der Quantenmechanik der Determinismus entzogen, wogegen sich Albert Einstein bis ans Ende seines Lebens vehement wehrte. Sein alter Freund Max Born (1882 –1970) versuchte alles, um die für Albert Einstein unvereinbare Kluft zwischen Einstein und den Quantenphysikern zu schließen, aber Einstein betonte immer wieder seine Überzeugung, dass die Physik von Wahrscheinlichkeiten zu realen Tatbeständen zurückfinden würde.
Der deutsche Mathematiker und Physiker Max Born entwickelte mit Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli und Pascual Jordan große Teile der modernen Quantenmechanik. Born erhielt 1954 den Nobelpreis für Physik.
Nach der Quantenmechanik ist die Welt statistischen Schwankungen unterworfen, die sich zum Beispiel auch beim Roulette auswirken. Denn entgegen jeder Wahrscheinlichkeitsrechnung kann eine Zahl beim Spiel mehrmals hintereinander fallen. Im submikroskopischen Bereich konnten solche statistischen Schwankungen experimentell nachgewiesen werden.
Als der dänische Physiker Niels Bohr mit den Erkenntnissen Heisenbergs konfrontiert wurde, kam er zu der Ansicht, dass allein die untersuchten spezifischen Eigenschaften dafür verantwortlich seien, ob Lichtphotonen oder Elektronen sich wie in Bewegung befindliche Wellen oder wie Partikel verhalten. Bohr legte damit den Grundstein zu seinem sogenannten Korrespondenzprinzip. Bis dahin waren die Physiker von der Annahme ausgegangen, dass von den die Atome umkreisenden Elektronen Energie durch Strahlung abgegeben wird, dass sie sich zwanghaft spiralförmig zum Atomkern bewegen und dabei ein stetiges Energiespektrum abstrahlen. Beobachter konnten diese These freilich nie bestätigen.
In seiner ersten Hypothese ging Bohr davon aus, dass Atome nur in zwei bestimmten Grundzuständen oder Ruhepositionen existieren und ihr Kern von den Elektronen in vorgegebenen, »erlaubten« Bahnen umkreist wird. Dabei gibt das Atom keine Strahlung ab. In seiner zweiten These postulierte er, dass von einem Atom dann Strahlung freigesetzt wird, wenn ein Elektron aus bestimmten Gründen von einer Umlaufbahn auf eine dem Kern näher liegende überspringt. Absorbiert ein Atom dagegen Strahlung, springen eines oder mehrere Elektronen von ihrer »erlaubten« Bahn auf eine andere über, die weiter vom Kern entfernt ist. Aufnahme und Abgabe von Strahlung vollziehen sich in unsteten Einheiten, in Lichtquanten, also Photonen.
In Bohrs Kopenhagener Deutung der Quantenmechanik vertrat er die Auffassung, dass es überhaupt keinen Sinn mache, sich zu fragen, wo der Aufenthaltsort eines Elektrons ist, bevor man es misst. Ein Elektron hat keinen bestimmten Aufenthaltsort, bevor man es beobachtet. Es ist überall und nirgendwo. Die Wahrscheinlichkeitswelle verschlüsselt die Wahrscheinlichkeit, dass das zu untersuchende Elektron hier oder dort anzutreffen ist. Einen bestimmten Aufenthaltsort hat das Elektron erst dann, wenn wir seinen Aufenthaltsort beziehungsweise seine Position messen.
Das Problem ist hier noch nicht zu Ende. Wir können niemals Ort und Geschwindigkeit eines Elektrons gleichzeitig bestimmen. Wollen wir den Ort eines Elektrons mit großer Genauigkeit messen, stören wir die Geschwindigkeit des Elektrons. Und umgekehrt, wollen wir die Bewegungsgeschwindigkeit des Elektrons messen, beeinträchtigen wir die Position, der Ort wird unscharf. Dieses Prinzip der Unschärfe der Elektronenbeobachtung gilt nicht nur für Elementarteilchen, sondern gilt generell für alles.
Nach der Quantenmechanik ist der Beobachtungsakt
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