Mario Sedlak
Quantentheorie
Wissenschaft
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Interpretation der Messung in der Quantentheorie

Was genau passiert während einer Messung?

Übliche Formulierung

Laut Quantentheorie kann das Ergebnis einer Messung nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit vorhergesagt werden. Sobald ein Wert gemessen wurde, haben die Möglichkeiten, die nicht realisiert wurden, keine Bedeutung mehr. Mit der Messung endet die quantentheoretische Beschreibung des betrachteten Vorgangs ("Kollaps der Wellenfunktion").

Das ist die sog. Kopenhagener Deutung. Nach meinem Empfinden ist sie allerdings weniger eine Interpretation der Quantentheorie als vielmehr eine schlichte Notwendigkeit, damit die Quantentheorie überhaupt ein verwendbares Modell zur Beschreibung der Wirklichkeit wird.

Alternative Interpretation

In der Viele-Welten-Interpretation hat die Messung keine ausgezeichnete Stellung. Stattdessen gelten die Gesetze der Quantentheorie ohne Unterbrechung für alle Objekte des Universums. Bei einer Messung werden alle möglichen Messwerte realisiert, jedoch erleben wir – ebenso Teil der Quantenwelt – nur einen einzigen. In der mathematischen Beschreibung der Welt bleiben nach der Messung alle Möglichkeiten erhalten, beeinflussen einander aber nicht mehr. Deswegen sind die "vielen Welten", wo die Messungen anders ausgegangen sind, nicht beobachtbar.[1]

Verbesserungen der üblichen Formulierung

Ein Schwachpunkt der üblichen Formulierung der Quantentheorie ist, dass nicht genau definiert wird, was eine Messung ist. Wo ist die Grenze zwischen dem Gültigkeitsbereich der Quantentheorie und "klassischen" Vorgängen, wie es Messungen sein sollen?

Laut der sog. Dekohärenz-Interpretation (die meines Erachtens eher eine Hypothese ist) gibt es tatsächlich keine scharfe Grenze, sondern die Quanteneffekte mitteln sich bei großen Objekten (wie es Messgeräte sind) aufgrund der ständigen Wechselwirkung mit der Umgebung aus. Siehe Beziehung der Quantentheorie zum Makrokosmos

Meine Meinung

Wie Messungen zu interpretieren sind, ist kein philosophisches Problem. Eine zufriedenstellende Ausarbeitung der Quantentheorie sollte diese Frage klären.

Hingegen halte ich es nicht für sinnvoll, zwischen

zu unterscheiden. Über Unbeobachtbares zu streiten, überlasse ich den Philosophen. Die Physiker sind gut beraten, in ihren Modellen alles, was nichts am beobachtbaren Endergebnis ändert, wegzulassen. Dennoch gefällt mir auch die Viele-Welten-Interpretation, weil sie zeigt, dass die Gesetze der Quantentheorie im Prinzip uneingeschränkt gelten.

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Irrtümer über die Quantentheorie

Quellen

[1]