Warum Gott nicht würfelt

[Benjamin]

Hallo Hartmut!

Ja, die Welt läuft nach bestimmten Gesetzen ab, aber eben nicht wie in einer Maschine. Die Maschine ist das Sinnbild für das Wirken der Gesetze der klassischen Mechanik.

Ich halte das Wirken einer Maschine nicht für das Sinnbild der klassischen Mechanik. Was ich viel mehr meinte mit dem Prinzip einer Maschine, ist der konkrete Ablauf aller Dinge. Auch die Relativitätstheorie schwingt im Einklang mit der Idee dieses "konkreten Ablaufs". Aber der Begriff "sicherer Zufall" ist einfach nicht vereinbar mit dieser Idee. Und statistische Gesetzte können für mich immer nur eine Vereinfachung der wirklichen Gesetzte sein. Beim Wurf des Würfels kann man auch das statistische Gesetz anwenden und behaupten, dass die Wahrscheinlichkeit einen Sechser zu würfeln 1/6 beträgt. Und für ein Ensemble von Würfen ist das ausreichend. Aber es liegt sehr wohl eine genaue Gesetzmäßigkeit für die einzelnen Würfe vor. Es widerstrebt mir diese grundlegende Tatsache für Quantenobjekte ungültig zu machen, vor allem deshalb weil ich gar keinen Grund dazu sehe.

Du vertrittst, wie mir scheint, den Standpunkt Deines berühmten Landsmannes E. Schrödinger, der behauptete, die einzige Realität in der physikalischen Welt seien Wellen und es gäbe keine Teilchen und keine Energiequanten h*f.

Zu meiner Schande muss ich gestehen, dass ich von diesen Ansichten Schrödingers gar nichts weiß. Aber ich denke sehr ähnlich, obgleich ich die Energiequanten nicht abstreiten möchte. Es gefällt mir der Gedanke, die physikalische Welt bestehe nur aus Schwingung eines einzigen Stoffes - dem Raum selbst, sehr gut. In der Tat bin ich der Ansicht, dass die Physik ohne die Vorstellung von Teilchen auskommen könnte.

Also die Idee von einem über den Raum verteilten (verschmierten) Elektron teile ich nicht. In der Schrödinger-Gleichung tritt nämlich auch die Masse m des Quantenobjekts auf. Sollte diese Masse über den Raum verschmiert sein?

Auch die Masse muss meiner Behauptung nach verschmiert sein. Die Physiker des letzten Jahrhunderts wussten sehr wohl darüber bescheid, dass nicht nur Ort und Bahn eines Teilchens nicht beliebig genau bestimmbar sind, sonder Ort und Impuls. Der Impuls beinhaltet nun einmal auch die Masse, auch wenn man sich bis dato entschlossen geweigert hat zu denken, dass die Masse einer Unschärfe unterliegt. Ermittelt man die Masse eines Elektrons durch seine Ablenkung in einem elektromagnetischen Feld, ist die Ungenauigkeit dieser Ablenkung jedoch genauso vorhanden. In dem Sinne kann man nicht mit Sicherheit davon ausgehen, dass sich die Masse an einem genauen Ort aufhält. Sie ist genauso unscharf. Sie muss sogar unscharf sein, wenn sie über den Bereich der Aufenthaltswahrscheinlichkeit verschmiert ist.

Die Bilder und Gleichnisse (Teilchen bzw. Welle) stammen aus der historischen Entwicklung der Physik. Sie haben in Teilbereichen jeweils ihre Berechtigung. Da diese Bilder aber nun mal existieren und man sie nicht einfach aufgeben möchte, spricht man in der Quantentheorie m.E. vom Welle-Teilchen-Dualismus.

Das klingt wie: "Nur weil man die Teilchenidee nicht aufgeben möchte, führt man stattdessen die Behauptung ein, der genau Ablauf winziger Objekte sei nicht genau bestimmt." So fasse ich das nun auf. Es mag vielleicht den Anschein haben, dass die Teilchentheorie für die Beschreibung der Quantenwelt unverzichtbar ist. Ich bin jedoch anderer Meinung.
Der Impuls der Photonen wird oft als Beispiel für den Teilchencharakter derselben angeführt. Ich aber sehe darin nur, dass man nicht bereit ist, die Teilchentheorie aufzugeben, weil sich der Impuls der Photonen meines Erachtens sehr wohl mit der Wellentheorie verstehen lässt. Letztlich haben ja auch Wasserwellen einen Impuls (der sich schön an den Felsen einer Küste zeigt), auch wenn man geneigt ist, diesen Umstand mit der Masse des Wassers in Zusammenhang zu bringen. Eben mit der Masse, die den Photonen fehlt. Die Photonen jedoch haben genauso Energie wie das Wasser und diese Energie ist es, die den Impuls ausmacht. Ein Impuls von Wellen.
Ich denke, es wäre der Wissenschaft durchaus möglich den Teilchencharakter der Quantenobjekte aufzugeben. Das setzt natürlich voraus, dass man um solchen Schritt bemüht ist.

[Somit kann man auf den Begriff der Zufälligkeit verzichten.]
Wollen wir da nicht mal die User im Unterforum "Philosophie allgemein" fragen?

Ich führte schon einmal eine Diskussion über "Zufall". Von mir aus können wir noch eine beginnen. Aber eigentlich würde ich mich lieber mit den Fakten der Physik beschäftigen, vor allem auch deshalb weil ich meine Deutung der Unschärferelation sehr sinnvoll finde und sie deshalb gerne hier diskutieren würde.

mit freundlichen Grüßen
Ben

 

[Hartmut]

Hallo Ben,

Das klingt wie: "Nur weil man die Teilchenidee nicht aufgeben möchte, führt man stattdessen die Behauptung ein, der genaue Ablauf winziger Objekte sei nicht genau bestimmt." So fasse ich das nun auf. Es mag vielleicht den Anschein haben, dass die Teilchentheorie für die Beschreibung der Quantenwelt unverzichtbar ist. Ich bin jedoch anderer Meinung.

Du darfst gern anderer Meinung sein. Aber dann dürfte es für Dich etwas schwierig sein, den Fotoeffekt oder den Comptoneffekt (Streuung von Röntgenstrahlung durch Materie) mit der Wellentheorie zu erklären!

Aber ich denke sehr ähnlich [wie Schrödinger], obgleich ich die Energiequanten nicht abstreiten möchte.

Wie verträgt sich das mit Deiner Ansicht, dass die Physik ohne die Vorstellung von Teilchen (Quanten) auskommen könnte?

In der Tat bin ich der Ansicht, dass die Physik ohne die Vorstellung von Teilchen auskommen könnte.

Zu den diesbezüglichen Zitaten von Max Born hast Du Dich nicht geäussert. Sind sie für Dich nicht brauchbar?

Es gefällt mir der Gedanke, die physikalische Welt bestehe nur aus Schwingung eines einzigen Stoffes.

Aha, Du denkst an so etwas wie die Superstringtheorie mit ihren schwingenden Branen. Da fühle ich mich nicht kompetent. Lies mal das Buch "Das elegante Universum" von Brian Greene (Hab ich zwar, aber noch nicht durchgelesen oder gar studiert).

Der Impuls der Photonen wird oft als Beispiel für den Teilchencharakter derselben angeführt. Ich aber sehe darin nur, dass man nicht bereit ist, die Teilchentheorie aufzugeben, weil sich der Impuls der Photonen meines Erachtens sehr wohl mit der Wellentheorie verstehen lässt.

In der Theorie des elektromagnetischen Feldes gibt es tatsächlich Impuls und Energie, beide bezogen auf die Volumeneinheit (also Impulsdichte und Energiedichte). Ist z.B. für eine ebene elektromagnetische Welle die Energiedichte W, dann beträgt die Impulsdichte W/c (c=Lichtgeschwindigkeit). Das Verhältnis zwischen Energiedichte und Impulsdichte der Welle ist dasselbe wie bei Teilchen, die sich mit c bewegen (Photonen): Photonenimpuls=Photonenenergie/c.

Ich denke, es wäre der Wissenschaft durchaus möglich den Teilchencharakter der Quantenobjekte aufzugeben.

Wie ich schon mal äusserte: Die Frage, was Quantenobjekte nun "wirklich" sind, ob Teilchen oder Welle, ist m.E. belanglos. Das Verhalten dieser Objekte deutet, je nach physikalischer Situation, auf ein "Teilchenverhalten" oder auf ein "Wellenverhalten" sind. Diese Begriffe kennen wir aus der Alltagserfahrung. Die Mikrowelt können wir nicht unmittelbar erleben.

Ich führte schon einmal eine Diskussion über "Zufall". Von mir aus können wir noch eine beginnen.

Also ich bin nicht scharf darauf!

M.f.G.
Hartmut

 

[Benjamin]

der Photo- und Compton-Effekt als Wellentheorie

Hallo Hartmut!

Zu den diesbezüglichen Zitaten von Max Born hast Du Dich nicht geäussert. Sind sie für Dich nicht brauchbar?

Ich würde sagen, Borns Ansicht sind allgemein stark vertreten. Ich denke, dass ich diese Ansicht schon kommentiert habe. ZB.: Interpretation der Wellenfunktion.

Du darfst gern anderer Meinung sein. Aber dann dürfte es für Dich etwas schwierig sein, den Fotoeffekt oder den Comptoneffekt (Streuung von Röntgenstrahlung durch Materie) mit der Wellentheorie zu erklären!

Meine Meinung wäre natürlich sehr naiver Natur, wenn ich den Photoeffekt und Compton-Effekt nicht einbeziehen würde. Wie gesagt, kann ich mich unmöglich mit der Zufallstheorie der Quantenphysik zufrieden geben. Sie erschien mir schon immer unlogisch und nicht haltbar. Zahlreiche Überlegungen haben mich zu der Überzeugung gebracht, dass die Zufallstheorie gelöst werden kann, wenn man auf die Teilchentheorie verzichtet. Ich setze mich mit dem Problem schon lange auseinander und mittlerweile haben sich meine Ansichten verhärtet, dass man auf die Teilchentheorie verzichten kann.
Selbstverständlich ist mir klar, dass ich, wenn ich auf die Teilchentheorie verzichten möchte, eine alternative Theorie für den Photo- und Compton-Effekt schaffen müsste.

Auch wenn es dir vielleicht überheblich und allzu gewagt erscheint, möchte ich dir meine Überlegungen im Folgenden näher bringen. Ich bitte dich im Voraus um einwenig Geduld beim Lesen und um eine offene Einstellung meinen Gedanken gegenüber.

Ich denke, sowohl der Photo- als auch Compton-Effekt lassen sich mit der Wellentheorie erklären.

1.) der Photoeffekt
Ultraviolettes Licht löst Elektronen aus einer Metalloberfläche. Die kinetische Energie der Elektronen ist dabei unabhängig von der Intensität des Lichtes, nimmt aber mit der Frequenz des einfallenden Lichtes zu. Unterhalb einer Grenzfrequenz treten keine Elektronen mehr aus der Metalloberfläche aus.

Einstein, der Begründer der Photonenhypothese meinte dazu:
"Nach der Auffassung, dass das einfallende Licht aus Photonen der Energie hf bestehe, lässt sich die Erzeugung von Elektronen durch Licht folgendermaßen auffassen: In die oberflächliche Schicht des Körpers dringen Photonen ein und deren Energie verwandelt sich wenigstens zum Teil in kinetische Energie von Elektronen. Die einfachste Vorstellung ist die, dass ein Photon seine ganze Energie an ein einziges Elektron abgibt. Außerdem muss jedes Elektron beim Verlassen des Körpers eine (für den Körper charakteristische) Arbeit W verrichten."

Gehen wir jedoch davon aus, dass Licht eine Welle ist wie die Elektronen im Metallgitter des Körpers eine Welle sind, so müssten wir die Vorstellung von Photonen, die ihre Energie auf ein Elektron übertragen, aufgeben. Damit der Effekt erklärbar bleibt, müssen wir davon ausgehen, dass die Elektronen im Metallgitter eine Welle darstellen. Diese Wellen sind aufgrund der elektrostatischen Kräfte der Atomrümpfe in ihrem Bereich des Metallgitters gebunden. Sie (die „Elektronenwellen“) schwingen zwischen den Atomrümpfen hin und her. Zwischen den Atomrümpfen ist nur eine gewisse Wellenlänge möglich. Diese Wellenlänge hängt von den Metallatomen und ihren äußersten Elektronen ab, die sie sich im Metallgitter frei bewegen. Dazu will ich die Deutungen der Atomphysik heranziehen: Die Elektronen eines Atoms können wir uns als stehende Wellen denken. Jedes Atom kann nur eine gewisse Zahl von diesen stehenden Wellen binden, ähnlich wie eine Saite nur konkrete stehende Wellen hervorbringen kann, die mit der Eigenschwingung der Saite übereinstimmen.
Daher müssen wir davon ausgehen, dass auch die freibeweglichen Elektronen im Metallgitter nur eine bestimmte Wellenlänge haben können - die Wellenlänge der Äquivalenzelektronen der Metallatome. Trifft nun von außen eine elektromagnetische Welle auf diese Elektronen, kann es passieren, dass sich die Wellenlänge dieser Elektronen ändert. Wird die Wellenlänge kleiner und somit die Elektronen energiereicher, so liegt es nahe, dass die Atomrümpfe die Elektronen nicht länger halten können und sie verlassen das Metallgitter. Sie verlassen das Metallgitter deshalb, weil das Metallgitter nur fähig ist Elektronen einer bestimmten Wellenlänge zu halten. Beim Verlassen werden sie jedoch einen Teil ihrer Energie wegen der Bindungskräfte der Atomrümpfe wieder abgeben müssen. Das würde erklären, warum die Gesamtenergie der austretenden Elektronen geringer ist, als die einfallende Energie des Lichtes.
Es ist jedoch auch denkbar, dass gar keine Elektronen aus dem Metallgitter treten. Das wird der Fall sein, wenn die Wellenlänge des einfallenden Lichtes geringer ist, als die nötige Wellenlänge, die die Elektronen haben müssten, um das Metallgitter zu verlassen. Wir müssen uns das so vorstellen: Die Lichtwellen überlagern sich mit den „Elektronenwellen“, so dass die „Elektronenwellen“ vom Zustand der stehenden Wellen zu bewegten Wellen werden. Die Bindungskräfte der Atomrümpfe würde die Bewegung der Elektronen jedoch wieder drosseln (ansonsten würden die Elektronen das Gitter verlassen), so dass sie ihre Energie wieder abgeben müssen und zwar in Form von elektromagnetischen Wellen. -> Sie senden Licht aus. Insofern hängt das Austreten der Elektronen aus dem Metallgitter nur von der Frequenz des Lichtes, nicht aber von der Intensität desselben ab.
Die Elektronen, die das Metallgitter verlassen, müssten dieser Theorie nach eine geringere de Broglie-Wellenlänge haben, als das einfallende Licht und zwar um den Faktor
hf – W
wobei hf die Energie des Lichtes ist und W die für den Körper charakteristische Arbeit, die notwendig ist, damit die Elektronen das Metallgitter des Körpers verlassen können.

Die Vorteile der eben geschilderten Theorie sind folgende:
1. lässt sich verstehen, warum die Elektronen hauptsächlich in Richtung des elektrischen Feldstärkevektors, also senkrecht zur Richtung des einfallenden Lichtes emittiert werden. Es handelt sich hierbei nämlich um einen typischen „Welleneffekt“. Dies lässt sie durch die Photonentheorie nicht verstehen.
2. ist noch klarer, warum keine Elektronen das Metallgitter unterhalb der Grenzfrequenz verlassen. Bei der Photonentheorie hätte man noch behaupten können, dass, wenn die Intensität sehr hoch ist, ein Elektron theoretisch von zwei Photon getroffen werden könnte und somit dennoch das Metallgitter verlassen kann, ohne dass die Grenzfrequenz überschritten wird.
Und 3. würde der Verzicht auf die Vorstellung von Photonen wesentliches dazu beitragen, dass man die Teilchentheorie fallen lassen und damit auf den sicheren Zufall als Faktum verzichten könnte.

2.) der Compton-Effekt
Streut man Röntgenstrahlen an einem Körper, wie z.B. einem Grafitblock, so verringert sich ihre Frequenz. Die Photonen geben ihre Energie teils an Elektronen ab und energieärmere Photonen kommen gestreut zurück.

Wenn man die obere Theorie betrachtet, ist es bis zur Erklärung des Compton-Effekts durch die Wellentheorie nur noch ein kleiner Schritt.
Treffen Lichtwellen auf die Elektronen eines Atoms, so geschieht meiner Wellentheorie nach folgendes: Die Elektronen, die man sich als stehende Wellen im Atom denken kann, überlagern sich mit den einfallenden Lichtwellen. Dadurch werden aus den stehenden Wellen kurzzeitig bewegte Wellen, die dazu neigen ihr Orbital zu verlassen. Die Anziehungskraft des Atomkerns und die Ordnung des Atoms selbst verhindern dies jedoch, somit müssen die Elektronen ihre Energie wieder abgeben. Das tun sie indem sie Lichtwellen aussenden. In dem Fall ist die Lichtenergie des einfallenden Lichtes die dem emittierten Lichtes nahezu gleich. Sind jedoch die Elektronen nicht so strikt am Atomkern gebunden oder befinden sie sich gar in einem Metallgitter sieht die Sache anders aus. Im Metallgitter, wo die Elektronen sich praktisch völlig frei bewegen, wird die gesamte Energie der Lichtwellen auf die „Elektronenwellen“ übertragen. Ist die Frequenz des Lichtes, das sich mit den Elektronenwellen im Metallgitter überlagert, hoch genug, so können die Elektronen das Metallgitter verlassen. Wie oben beschrieben.
Ist es nun jedoch so, dass die Elektronen nur mäßig frei beweglich sind, wie im Graphit, so ergibt sich wieder ein anderer Effekt: Die Lichtwellen überlagern sich mit den „Elektronenwellen“ im Graphit. Aus den stehenden „Elektronenwellen“ werden nun bewegte. Aufgrund ihrer eingeschränkten Bewegungsfreiheit müssen die Elektronen die Energie, die über diese Bewegungsfreiheit hinausgeht, wieder abgeben und zwar indem sie Lichtwellen aussenden. Einen Teil der Energie können sie aber für sich behalten, weil sie schließlich einen gewissen Bewegungsraum haben, damit wird die Energie des ausgesandten Lichtes geringer sein, als die Energie des einfallenden Lichtes. Die Frequenz ist somit nach der Streuung am Graphitblock geringer.

In der Hoffnung dies Geschriebene macht einwenig Sinn für dich
Ben

 

[Hartmut]

Hallo Ben,

Auch wenn es dir vielleicht überheblich und allzu gewagt erscheint, möchte ich dir meine Überlegungen im Folgenden näher bringen. Ich bitte dich im Voraus um einwenig Geduld beim Lesen und um eine offene Einstellung meinen Gedanken gegenüber.

Danke für Deine Überlegungen, Ben. Ich habe mich mit Geduld bemüht, Deinen Gedankengängen zu folgen.

Deine Überlegungen sind rein qualitativer und bildlicher Art und operieren mit Begriffen wie stehende und bewegte Elektronenwellen, Überlagerung von Lichtwellen und Elektronenwellen etc. Was Elektronenwellen sind, darüber schreibst Du nichts. Wenn letztere sich jedoch mit Lichtwellen überlagern können, dann sollten es wohl ebenfalls elektromagnetische Wellen sein.

Der Hauptmangel Deiner Überlegungen besteht m. E. aber darin, dass sie nicht zu quantitativen Aussagen führen bzw. führen können.

Zum Photoeffekt:

Du behauptest, dass sich mit der Photonentheorie nicht verstehen liesse, warum die Elektronen hauptsächlich in Richtung des elektrischen Feldstärkevektors emittiert werden. Das stimmt nicht.
Mit Hilfe der Quantenmechanik (QM) lässt sich nämlich die Wahrscheinlichkeit der Ionisierung eines Atoms unter dem Einfluss einer Lichtwelle berechnen und die Winkelverteilung der emittierten Elektronen bestimmen. Und das Ergebnis ist, dass die grösste Zahl der Photoelektronen in die Richtung des elektrischen Vektors der Lichtwelle fliegt.

Zum Compton-Effekt:

Hier sagst Du das Gleiche wie beim Photoeffekt: Stehende Elektronenwellen überlagern sich mit Lichtwellen, wodurch aus den stehenden Wellen kurzzeitig bewegte Wellen werden. Aufgrund ihrer eingeschränkten Bewegungsfreiheit müssen Deiner Ansicht nach die Elektronen die Energie, die über diese Bewegungsfreiheit hinausgeht, wieder abgeben und zwar indem sie Lichtwellen aussenden.
Keine Rede von scharfen Energieniveaus der Elektronen im Atom oder von Quantensprüngen.

Wie gesagt, kann ich mich unmöglich mit der Zufallstheorie der Quantenphysik zufrieden geben. Sie erschien mir schon immer unlogisch und nicht haltbar.

Und "weil nicht sein kann, was nicht sein darf" (Ch. Morgenstern: Die unmögliche Tatsache) präsentierst Du eine kaum haltbare Gegentheorie.

Einstein, bekannt für seine Gegnerschaft zur QM, hat trotzdem eingestanden, dass die QM logisch und widerspruchsfrei ist. Die QM zählt zu den am besten bestätigten physikalischen Theorien überhaupt!

Ich weiss, dass Du an Gott glaubst. Aber erlaube mir, noch einmal Niels Bohr zum Thema "Würfelt Gott?" zu zitieren:

Aber es kann doch nicht unsere Aufgabe sein, Gott vorzuschreiben, wie Er die Welt regieren soll.


Freundliche Grüsse
Hartmut

 

[Robin]

Ich führte schon einmal eine Diskussion über "Zufall". Von mir aus können wir noch eine beginnen. Aber eigentlich würde ich mich lieber mit den Fakten der Physik beschäftigen, vor allem auch deshalb weil ich meine Deutung der Unschärferelation sehr sinnvoll finde und sie deshalb gerne hier diskutieren würde.

Darf ich trotzdem noch mal was sagen?
Wenn ich dich recht verstanden habe, Benjamin, lehnst du den Zufall ab, weil er deinem Glauben an das Wahre und Gute widerspricht.
Die Umkehrfolgerung, nämlich: Es gibt keinen Zufall, daher ist alles wahr und gut, finde ich aber viel fragwürdiger als das Herumbosseln an Wellen und Teilchendefinitionen. Denn wie kommst du darauf? Glaubtest du an Gott und sagst, dies alles beruhe auf seinem Plan, dann wäre der Plan grausam und schlecht. Gewährtest du Gott den Zufall, hätte er wenigstens noch eine Entschuldigung
Ob nun Zufall oder nicht, ein Blick auf die Welt offenbahrt doch, dass nicht sehr viel gut und nicht nicht sehr viel wahrhaftig ist. Was werden da Teilchen und Wellen daran ändern?

Zum Abschluss ein Zitat von John Lennon, passt zwar nicht 100% hierher, fand ich aber interessant:
"God is a concept to measure our pain."

 

[Benjamin]

Hallo Hartmut!

Was Elektronenwellen sind, darüber schreibst Du nichts. Wenn letztere sich jedoch mit Lichtwellen überlagern können, dann sollten es wohl ebenfalls elektromagnetische Wellen sein.

Natürlich ist mir klar, dass ich mit einem 1000-Wörter-Beitrag die QT nicht revolutionieren kann.
Ich denke, Elektronen sind nicht mit elektromagnetischen Wellen gleichzusetzen. Da jedoch sowohl Materie als auch elektromagnetische Wellen Energie sind und sie in besonderer Wechselwirkung zueinander stehen, denke ich, dass sie sich sehr ähnlich sein müssen.
Meine Theorie legt nun eben nahe, dass Materie wie elektromagnetische Wellen Schwingungen sind, mit dem bedeutenden Unterschied, dass sie sich entweder mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten und masselos sind oder "stehende Wellen" im Raum sind, die ein Gravitationsfeld hervorrufen. Darin liegt meines Erachtens der gewichtige Unterschied zwischen Materie und elektromagnetischen Wellen.

Zum Photoeffekt:

Du behauptest, dass sich mit der Photonentheorie nicht verstehen ließe, warum die Elektronen hauptsächlich in Richtung des elektrischen Feldstärkevektors emittiert werden. Das stimmt nicht.
Mit Hilfe der Quantenmechanik (QM) lässt sich nämlich die Wahrscheinlichkeit der Ionisierung eines Atoms unter dem Einfluss einer Lichtwelle berechnen und die Winkelverteilung der emittierten Elektronen bestimmen. Und das Ergebnis ist, dass die grösste Zahl der Photoelektronen in die Richtung des elektrischen Vektors der Lichtwelle fliegt.

Das stimmt wohl, aber ich halte es für widersinnig, die Teilchentheorie des Lichtes (Impuls der Photonen) mit der Wellentheorie des Lichtes (Aussendung von Photonen in Richtung des elektrischen Feldstärkevektors) auf diese Art zu vereinen.

Meine grundsätzlichen Probleme mit der QT sind zwei: Einerseits kann ich mich mit dem Zufallsbild nicht anfreunden und andererseits sehe ich die Auffassung, für den Makrokosmos gelten andere Naturgesetze als für den Mikrokosmos, als unlogisch an.
Hierin versteckt sich auch eine stark philosophische Problematik. Gilt unsere Logik nur im Bereich des Wahrnehmbaren oder ist sie im ganzen Universum dieselbe - ob nun groß oder klein?
Ich vertrete eben die Ansicht, dass die Prinzipien der Logik für das Kleinste genauso gelten müssen wie für das Große. Die Relativitätstheorie zum Beispiel mag sich der Gewohnheit unserer Wahrnehmung ebenso entziehen wie die QT, aber dennoch bleibt sie in sich schlüssig und logisch. Diese Anforderung erfüllt die QT meines Erachtens nicht, wenngleich ich sehr wohl denke, dass ihre mathematische Interpretation völlig ausreichend ist. Dass sich die Vorhersagen der QT richtig erwiesen, liegt meiner Meinung nach daran, dass sie als statistische Rechnungen völlig genügen. Wie eben bei der Gastheorie.
Für die Betrachtung im Detail ergibt die Interpretation mit Anerkennung des Wellen-Teilchen-Dualismus aber ein widersinniges Bild.
Daher bin der Ansicht, der Welle-Teilchen-Dualismus genügt der Beschreibung der Natur nicht.

Zum Compton-Effekt:

Hier sagst Du das Gleiche wie beim Photoeffekt: Stehende Elektronenwellen überlagern sich mit Lichtwellen, wodurch aus den stehenden Wellen kurzzeitig bewegte Wellen werden. Aufgrund ihrer eingeschränkten Bewegungsfreiheit müssen Deiner Ansicht nach die Elektronen die Energie, die über diese Bewegungsfreiheit hinausgeht, wieder abgeben und zwar indem sie Lichtwellen aussenden.
Keine Rede von scharfen Energieniveaus der Elektronen im Atom oder von Quantensprüngen.

Vorerst einmal: Du dürftest meine Erläuterungen richtig verstanden haben.
Was ich jedoch nicht eingebracht habe: Ich denke, die eingeschränkte Bewegungsfreiheit ist mit den strikten Energieniveaus im Atom gleichzusetzen. Die Elektronen können meiner Auffassung nach nur konkrete Schwingungen im Orbital annehmen. Wie eben Saiten nur konkrete, stehende Wellen bilden können, die mit der Eigenschwingung der Saite übereinstimmen. Ich denke, es verhält sich bei den Elektronen im Atomkern sehr ähnlich. Die eingeschränkte Bewegungsfreiheit liegt meines Erachtens an den wenigen, möglichen Schwingungen, die die Elektronen annehmen können. Die Elektronen müssen zu stehenden Wellen werden, ansonsten können sie sich nicht in einem Orbital eines Atoms aufhalten - sie würden ansonsten "hinauslaufen".
Ich meine, die Quantensprünge finden in meiner Theorie sehr schön Platz. Der Übergang vom Elektron als stehende Welle zur kurzeitig bewegten Welle, ist praktisch der Quantensprung. Das Elektron verlässt im Zustand der bewegten Welle ganz kurz sein Orbital oder zumindest versucht es das. Doch im Atom kann es nur als eine gewisse, stehende Welle auftreten. Es unterliegt der Ordnung der Atomhülle. Damit ist es gezwungen, seine Energie sofort wieder abzugeben. Die elektromagnetische Welle wird wieder abgegeben.
Elektronen können somit nur die Hülle des Atoms verlassen, wenn die Energie hoch genug ist, um die Ordnung des Atoms zu "überbieten". Wird aus der stehenden "Elektronenwelle" eine bewegte, so kann diese bewegte "Elektronenwelle" die Atomhülle nur verlassen, wenn ihre Frequenz hoch genug ist. Denn wenn die Frequenz sehr hoch ist, kann der Atomkern diese bewegte Energie der Welle nicht mehr zurückhalten und das Elektron verlässt sein Orbital.
Ist die Frequenz von elektromagnetischer Strahlung hoch genug, können sich sogar die Elementarteilchen des Atomkerns trennen. Ich denke nämlich, dass auch die Protonen und Neutronen stehende Wellen sind. Aufgrund ihrer größeren Masse und Energie haben sie eine viel kleinere de Broglie Wellenlänge und benötigen daher eine viel höhere Frequenz, damit sie von der stehenden Welle zu einer bewegten werden.

Ich weiss, dass Du an Gott glaubst.

Das würde ich gar nicht so sagen. Ich gebe jedoch zu, den Worten Jesu etwas abzugewinnen. Doch eigentlich denke ich, dass es gar keine Rolle spielt, welchem Wert man dem Wort "Gott" beimisst. Für mich ist es nur ein Wort. Auf das Wort kommt es meiner Meinung nach nicht an, sondern auf die innere Einstellung. Ein Atheist kann meiner Ansicht nach sehr wohl auch christliche Tugenden vertreten. Wäre es falsch, diesen als Christ zu bezeichnen? Ich meine nicht.
Ich fasse die Worte Jesu (wie sie in der Bibel stehen) nicht wörtlich auf. Für mich sind sie bloß inspirierend zu lesen, wenngleich nicht alle. Ich kann dem Buddhismus auch vieles abgewinnen und Buddhisten glauben bekanntlich auch an keinen Gott. Für mich macht dieses Wort "Gott" keinen Unterschied. Ich halte mich an die Botschaften der Schriften und wie ich sie persönlich interpretiere und nicht an die Auslegung irgendwelcher Organisationen.

Aber es kann doch nicht unsere Aufgabe sein, Gott vorzuschreiben, wie Er die Welt regieren soll.
Und "weil nicht sein kann, was nicht sein darf" (Ch. Morgenstern: Die unmögliche Tatsache) präsentierst Du eine kaum haltbare Gegentheorie.

Ich kenne dieses Zitat Bohrs.
Ich will nicht sagen, dass die Welt (von Gott) so regiert werden muss, wie ich es mir vorstelle. Ich möchte jedoch begreifen, warum die Welt so regiert wird und warum nicht anders. Ich würde fast sagen, es liegt tief in mir diese Überzeugung, dass es für alles einen Grund gibt. Würde Zufall herrschen, dann wären all diese Gründe von ungefährer Natur. Dinge wären nicht genau nachvollziehbar, sie würden einfach aus dieser Unschärfe heraus geschehen, ohne ein genaues Warum zu benötigen. Meine Erfahrung, mein Verstand und auch mein Gefühl sagen mir, dass dem nicht so ist.
Es mag durchaus sein, dass ich falsch liege und ich hoffe, dass ich das auch einsehen kann, falls ich mit meinen Ansichten daneben liege. Zurzeit jedoch sehe ich mich nicht genötigt so weit zu gehen. Ich bin guter Dinge, dass sich der sichere Zufall doch noch als Irrtum erweist.


mit freundlichen Grüßen
Ben

 

[Benjamin]

Hallo Robin!

Die Umkehrfolgerung, nämlich: Es gibt keinen Zufall, daher ist alles wahr und gut, finde ich aber viel fragwürdiger als das Herumbosseln an Wellen und Teilchendefinitionen. Denn wie kommst du darauf? Glaubtest du an Gott und sagst, dies alles beruhe auf seinem Plan, dann wäre der Plan grausam und schlecht. Gewährtest du Gott den Zufall, hätte er wenigstens noch eine Entschuldigung

Warum wäre der Plan grausam und schlecht? Grausam und schlecht wäre er, wenn die Dinge zufällig geschehen würden. Ein Mensch wird in eine gewalttätige Umgebung geboren, ein anderer erfährt großes Glück bei liebevollen Eltern. Es wäre in meinen Augen grausam und ungerecht, wenn solche Schicksale willkürlich vergeben werden, nach dem Motto: "Na ja, hast halt Pech gehabt."
Ich glaube jedoch an einen Sinn hinter all dem. Einen Sinn der nur viel zu tief liegt, als dass wir ihn so ohne weiters begreifen könnten. Einen Sinn hinter all dem, der uns jede Nacht ruhig schlafen lässt, weil wir tief in unserem Wesen das Wissen um diesen Sinn aufbewahren. Würde es solchen Sinn nicht geben, dann wäre das Dasein grausam und qualvoll.

Ob nun Zufall oder nicht, ein Blick auf die Welt offenbart doch, dass nicht sehr viel gut und nicht nicht sehr viel wahrhaftig ist. Was werden da Teilchen und Wellen daran ändern?

Zumal, denke ich, ist streben nach Wissen und Wahrheit sehr sinnvoll. Die Erfahrung der letzten drei Jahrhunderte hat es sehr deutlich gemacht. Es ist gerade unser Streben nach Erkenntnis, das die Welt revolutionierte. Es mag sein, dass die Welt voller Elend ist. Aber zugleich ist sie voller schöner Dinge. Wann ging es uns Europäern je besser? Die ganze Welt ist zur Veränderung begriffen, wenngleich nicht alles sich zum Besseren ändert, ist der Trend dennoch in diese Richtung.
Man hätte Einstein auch fragen können, was für einen Unterschied es nun macht, ob ich schneller als das Licht fliegen kann oder nicht. Und dennoch hat die Erkenntnis, dass dies nicht möglich ist, unsere Welt völlig verändert. Von der Atomkraft bis hin zu Navigationssystemen und Raumfahrt.
Genauso gut hätte man Heisenberg fragen können, was es sich bringt zu wissen, ob ein Teilchen beliebig genau lokalisierbar ist oder nicht. Und letztlich ergaben sich daraus enorme Fortschritte in der Medizin, z.B. die Erkennung und Untersuchung von Tumoren im Körper.
Wenngleich die wenigsten Forscher die Ehre habe so große Teile vom Erkenntnisweg der Menschheit zu nehmen, sind es doch alle zusammen die Stück für Stück daran arbeiten, dass sich unsere Welt verbessert. Und ist es nicht unser Wunsch zu verstehen, der uns immer wieder dazu anspornt die Dinge zu ergründen und damit schlussendlich die Möglichkeiten ausweitet unsere Welt zu verbessern.

herzliche Grüße
Ben

 

[Robin]

Ich glaube jedoch an einen Sinn hinter all dem. Einen Sinn der nur viel zu tief liegt, als dass wir ihn so ohne weiters begreifen könnten. Einen Sinn hinter all dem, der uns jede Nacht ruhig schlafen lässt, weil wir tief in unserem Wesen das Wissen um diesen Sinn aufbewahren. Würde es solchen Sinn nicht geben, dann wäre das Dasein grausam und qualvoll.

Hi Benjamin,

ich finde es interessant, dass wir aus ein und derselben Beobachtung so unterschiedliche Schlüsse ziehen. UNd zwar ganz ohne Umwege, sozusagen als Evidenz.
Ich finde übrigens die Welt nicht (nur) grausam und schlecht. Die Idee, es könnte einem Plan folgen, irgendwo in der dritten Welt geboren zu werden und nach zwei Wochen des Hungers zu sterben, kann ich aber absolut nicht nachvollziehen.
Vollzieht man aber die Logik der evolutionären (nicht nur biologischen) Entwicklung, als ein sich sozusagen "selbst erzeugendes Wunder", so kann ich dies mit Faszination und Wohlwollen betrachten und den Zufall als konstituierendes Element akzeptieren.
Die Evidenz ist: Für mich hat der Zufall eher was Tröstliches, für dich nicht. Da kann man wohl nicht groß weiter debattieren.

Grüße

 

[Benjamin]

Die Idee, es könnte einem Plan folgen, irgendwo in der dritten Welt geboren zu werden und nach zwei Wochen des Hungers zu sterben, kann ich aber absolut nicht nachvollziehen.
Die Evidenz ist: Für mich hat der Zufall eher was Tröstliches, für dich nicht.

Denkst du, dass so Schicksale, wie in die dritte Welt geboren zu werden und bald danach an Hunger zu sterben, willkürlich "vergeben" werden? Nach Zufall?
Und würdest du das tröstlich finden?

 

[Hartmut]

Die Interferenz ist ein Wellenverhalten. Schickt man Elektronen durch einen ausreichend schmalen Doppelspalt und ist die Quelle klein genug, so interferieren die Elektronen. Am Beobachtungsschirm erkennt man die abwechselnd hellen und dunklen Streifen. Auf den dunklen Streifen (dort, wo eine Reaktion einsetzt) treffen die Elektronen weit öfter auf, als auf den hellen. Dieses Verhalten wird damit erklärt, dass sich die Elektronen nach dem Doppelspalt - verursacht durch die Beugung - teils verstärken und teils auslöschen.
So weit so gut.
Wie aber will man dieses Verhalten verstehen, wenn man die Elektronenquelle nur ganz selten Elektronen aussenden lässt, so dass im Schnitt immer nur ein Elektron einen der Spalte passiert? Auf diese Art können sich die Elektronen nicht gegenseitig auslöschen, weil sich ja immer nur ein Elektron auf der Streck zwischen Quelle und Bebachtungsschirm befindet.
Dies ist ein typisches Erkenntnisproblem, das dadurch verursacht wird, dass man versucht hat, ein Wellenverhalten aus der Sicht der Teilchentheorie zu verstehen.

Hallo Ben,

ich komme auf Deinen ersten Beitrag zum Thema zurück und zwar auf das Doppelspalt-Experiment. Ich will zeigen, dass Elektronen Teilchen sind.

Eine Quelle emittiert Elektronen derart, dass niemals zwei Elektronen gleichzeitig unterwegs sind. Das jeweilige Elektron geht durch einen der beiden Spalte und trifft auf den Beobachtungsschirm, den man sich als eine Fläche mit zahlreichen Detektoren vorstellen kann. Unter den Bedingungen des Experiments sprechen niemals zwei Detektoren gleichzeitig an. Das ist ein Beleg dafür, dass Elektronen Teilchen sind. Wären die Elektronen Wellen, dann müsste man erwarten, dass zumindest ab und zu zwei Detektoren gleichzeitig ansprechen, insbesondere dann, wenn man die Energie erhöht, mit der die Quelle die Elektronen emittiert. Aber so ist es eben nicht.

Gruss
Hartmut