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CoS
Antitheist
Anmeldungsdatum: 10.07.2005
Beiträge: 2734
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 (#1980657) Verfasst am: 23.01.2015, 17:44 Titel: Probleme mit Schrödingers Katze |
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Ich beschäftige mich schon länger mit dem Gedankenexperiment von Schrödingers Katze. Da es viele schon gehört haben, aber kaum einer kennt, hier mal der Gedanke. Schrödinger versuchte quantenmechanische Zustände auf die Welt der großen Dinge auszudehnen. Seine Idee war ein Atom mit einer bekannten Halbwertzeit, inklusive eines Geigerzählers, einer Giftampulle und einer lebendigen Katze in einen nicht einsehbaren Kasten zu stecken.
Der Geigerzähler soll feststellen, wann das Atom zerfallen ist und einen Mechanismus auslösen der eine Giftampulle zerschlägt, welche dann die Katze töten soll. Da der Vorgang des "Zerfallens" des Atoms quantenmechanischen Vorgängen unterliegt, können mehrere sich Widersprechende Eigenschaften des Atoms gleichzeitig auftreten. Das heißt das Atom kann sowohl zerfallen, als auch nicht zerfallen sein und das beides gleichzeitig. Übertragen auf die Katze hieße das: Die Katze ist gleichzeitig tot und lebendig.
Allerdings so meine ich, hat das Gedankenexperiment eine Lücke:
In der Quantenmechanik gibt es die sogenannte "Superposition". Das heißt das Quanten räumlich und zeitlich an mehreren Positionen gleichzeitig sind. Erst eine wie auch immer geartete Messung hebt die Superposition auf und das beobachtete Quantum verhält sich "normal", also mit einer eindeutigen Position, aber eben nur wenn gemessen wird.
Im Gedankenexperiment ist die Kiste deswegen nicht einsehbar. Es wird also "nicht gemessen", ergo die Superposition ist aktiv. Zeitlich können also auch beide Zustände gleichzeitig eintreten, sodass das Atom zerfallen und eben nicht zerfallen ist...
Die vermeintliche Lücke, die ich sehe ist aber der Geigerzähler. Durch ihn findet doch eine Messung statt. Es ist irrelevant ob die Kiste blickdicht ist. Die Messung findet über den Geigerzähler statt.
Hab ich hier einen Denkfehler?
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"Wenn Sie mich suchen, ich halte mich in der Nähe des Wahnsinns auf, genauer gesagt auf der schmalen Linie zwischen Wahnsinn und Panik, gleich um die Ecke von Todesangst, nicht weit weg von Irrwitz und Idiotie!"
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CoS
Antitheist
Anmeldungsdatum: 10.07.2005
Beiträge: 2734
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| (#1980658) Verfasst am: 23.01.2015, 17:45 Titel: |
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Ohhh sorry falsches Forum. Bitte verschieben nach Wissenschaft & Technik. Vielen Dank!
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sponor
registrierter User
Anmeldungsdatum: 16.05.2008
Beiträge: 1712
Wohnort: München
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| (#1980665) Verfasst am: 23.01.2015, 18:04 Titel: |
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Das ist gerade der Witz bei diesem Gedankenexperiment: Wenn die QM-Eigenschaften auch 1:1 makroskopisch gälten, wären Katze und Zähler im superponierten Zustand.
Dadurch soll der kontraintuitive Aspekt der QM deutlich werden.
Ein solches reales Experiment wäre allerdings sehr langweilig...
Ansonsten: Willkommen in der wunderbaren Welt der QM-Interpretationen! 
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Unsere Welt wird noch so fein werden, daß es so lächerlich sein wird, einen Gott zu glauben als heutzutage Gespenster.
(G. Chr. Lichtenberg)
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CoS
Antitheist
Anmeldungsdatum: 10.07.2005
Beiträge: 2734
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| (#1980667) Verfasst am: 23.01.2015, 18:18 Titel: |
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| sponor hat folgendes geschrieben: | | Das ist gerade der Witz bei diesem Gedankenexperiment: Wenn die QM-Eigenschaften auch 1:1 makroskopisch gälten, wären Katze und Zähler im superponierten Zustand. |
Dann hätte man aber auch die Katze allein in die Kiste sperren können. Ich glaub die Idee hinter dem Experiment war, dass man ein quantenmechanisches Ereignis (hier also der Zerfall eines Atoms) auf die makroskopische Welt "überträgt". Deswegen auch der Geigerzähler und die Giftampulle.
So gesehen keine Dumme Idee, aber unabhängig davon ob man nun in die Kiste sehen kann, findet eine Messung statt, die die Superposition aufhebt. Ich glaub auch andersartige Gedankenexperimente stoßen auf das Problem: Eine Messung ist nötig, um den quantenmechanischen Zustand zu übertragen. Die Messung zerstört aber diesen Zustand 
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sponor
registrierter User
Anmeldungsdatum: 16.05.2008
Beiträge: 1712
Wohnort: München
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| (#1980671) Verfasst am: 23.01.2015, 18:31 Titel: |
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| CoS hat folgendes geschrieben: | | sponor hat folgendes geschrieben: | | Das ist gerade der Witz bei diesem Gedankenexperiment: Wenn die QM-Eigenschaften auch 1:1 makroskopisch gälten, wären Katze und Zähler im superponierten Zustand. |
Dann hätte man aber auch die Katze allein in die Kiste sperren können. Ich glaub die Idee hinter dem Experiment war, dass man ein quantenmechanisches Ereignis (hier also der Zerfall eines Atoms) auf die makroskopische Welt "überträgt". Deswegen auch der Geigerzähler und die Giftampulle.
So gesehen keine Dumme Idee, aber unabhängig davon ob man nun in die Kiste sehen kann, findet eine Messung statt, die die Superposition aufhebt. Ich glaub auch andersartige Gedankenexperimente stoßen auf das Problem: Eine Messung ist nötig, um den quantenmechanischen Zustand zu übertragen. Die Messung zerstört aber diesen Zustand |
Nur die qm. Katze ("Qatze"?) allein wäre nicht superponiert, sondern einfach im Zustand |lebt>.
Die Idee geht so: Alles innerhalb der Kiste (Qatze, Zähler, Gift, Atom) ist voll quantenmechanisch. Zerfällt der Kern, überträgt sich die Unbestimmtheit dieses Ereignisses auf den Rest, insbesondere auch die Qatze.
Der Wiki-Artikel ist hier tatsächlich einigermaßen verständlich für Laien.
Wie schon angedeutet, kommt es auf die Definition/Interpretation dessen an, was eine "Messung" genau ist, oder was "wirklich" bedeuten soll...
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Unsere Welt wird noch so fein werden, daß es so lächerlich sein wird, einen Gott zu glauben als heutzutage Gespenster.
(G. Chr. Lichtenberg)
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wasser
registrierter User
Anmeldungsdatum: 07.02.2007
Beiträge: 254
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| (#1980681) Verfasst am: 23.01.2015, 19:19 Titel: |
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| Hmmm, die Katze misst doch auch, oder?
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CoS
Antitheist
Anmeldungsdatum: 10.07.2005
Beiträge: 2734
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| (#1980704) Verfasst am: 23.01.2015, 20:27 Titel: |
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| sponor hat folgendes geschrieben: | | CoS hat folgendes geschrieben: | | sponor hat folgendes geschrieben: | | Das ist gerade der Witz bei diesem Gedankenexperiment: Wenn die QM-Eigenschaften auch 1:1 makroskopisch gälten, wären Katze und Zähler im superponierten Zustand. |
Dann hätte man aber auch die Katze allein in die Kiste sperren können. Ich glaub die Idee hinter dem Experiment war, dass man ein quantenmechanisches Ereignis (hier also der Zerfall eines Atoms) auf die makroskopische Welt "überträgt". Deswegen auch der Geigerzähler und die Giftampulle.
So gesehen keine Dumme Idee, aber unabhängig davon ob man nun in die Kiste sehen kann, findet eine Messung statt, die die Superposition aufhebt. Ich glaub auch andersartige Gedankenexperimente stoßen auf das Problem: Eine Messung ist nötig, um den quantenmechanischen Zustand zu übertragen. Die Messung zerstört aber diesen Zustand |
Nur die qm. Katze ("Qatze"?) allein wäre nicht superponiert, sondern einfach im Zustand |lebt>.
Die Idee geht so: Alles innerhalb der Kiste (Qatze, Zähler, Gift, Atom) ist voll quantenmechanisch. Zerfällt der Kern, überträgt sich die Unbestimmtheit dieses Ereignisses auf den Rest, insbesondere auch die Qatze.
Der Wiki-Artikel ist hier tatsächlich einigermaßen verständlich für Laien.
Wie schon angedeutet, kommt es auf die Definition/Interpretation dessen an, was eine "Messung" genau ist, oder was "wirklich" bedeuten soll... |
Bei Wiki steht: Das Paradoxon besteht darin, dass dem Gedankenexperiment nach eine Katze als makroskopisches System mit den Regeln der Quantenmechanik in einen Überlagerungszustand aus „lebendig“ und „tot“ gebracht werden könnte und so verbleibt
Die Katze selbst wird also (noch) nicht als quantenmechanisches Objekt betrachtet, sondern erst der Zerfall des Atoms soll diesen Zustand herbeiführen. Es geht dabei ja gerade um das Paradoxon, dass mikroskopische Objekte sich anders verhalten als makroskopische.
Auch Einstein hatte mal so ein Gedankenexperiment gemacht, um die seiner Ansicht nach absurde Quantentheorie anzugreifen. Er selbst hat dann aber auch einsehen müssen, dass auch in seinem Gedankenexperiment eine Messung stattgefunden hat. In seinem Fall wollte er die Masse des Objekts messen, um festzustellen wann das Atom zerfallen ist.
Die Quantentheorie ist ja immer noch umstritten. Das Problem ist, dass es hier schwer ist von einer "Theorie" zu sprechen, denn eine Theorie macht Vorhersagen. Im Falle der Quantenzustände kann man aber keine machen.
Bei der Quantenphysik kann man zwar sehr gut beschreiben was passiert, aber es ist noch nicht ganz klar WARUM. Vor allem ist unklar, warum sich das ganze nicht auf größere Objekte beziehen lässt, obwohl die ja auch alle aus Atomen bestehen. Die Stringtheorie soll das große Paradoxon ja erklären, aber auch die ist nicht bewiesen. Das Problem ist wohl generell hier etwas beweisen zu können, eben weil sich über die Quantenwelt keine Vorhersagen treffen lassen.
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Er_Win
dauerhaft gesperrt
Anmeldungsdatum: 31.01.2008
Beiträge: 4482
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| (#1980708) Verfasst am: 23.01.2015, 20:42 Titel: |
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| CoS hat folgendes geschrieben: | | ... weil sich über die Quantenwelt keine Vorhersagen treffen lassen. |
das ist so nicht richtig. Es lassen sich durchaus Vorhersagen treffen (und verifizieren) aber eben solche die statistische Natur haben wie zB. bei der http://de.wikipedia.org/wiki/Wellenfunktion
Und auch ganz konkrete Anwendungen sind damit realisierbar wie zB. hier http://www.quantenkryptographie.at/
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sponor
registrierter User
Anmeldungsdatum: 16.05.2008
Beiträge: 1712
Wohnort: München
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| (#1981185) Verfasst am: 26.01.2015, 14:24 Titel: |
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| CoS hat folgendes geschrieben: | ...
Die Katze selbst wird also (noch) nicht als quantenmechanisches Objekt betrachtet, sondern erst der Zerfall des Atoms soll diesen Zustand herbeiführen. Es geht dabei ja gerade um das Paradoxon, dass mikroskopische Objekte sich anders verhalten als makroskopische. |
Ja.
| Zitat: | | Die Quantentheorie ist ja immer noch umstritten. Das Problem ist, dass es hier schwer ist von einer "Theorie" zu sprechen, denn eine Theorie macht Vorhersagen. Im Falle der Quantenzustände kann man aber keine machen. |
Die QM als solche ist quasi das Gegenteil von umstritten! Es gibt wenig, was dermaßen sicher ist wie die Tatsache, dass die QM/QFTs "richtig" sind.
| Zitat: | | Bei der Quantenphysik kann man zwar sehr gut beschreiben was passiert, aber es ist noch nicht ganz klar WARUM. Vor allem ist unklar, warum sich das ganze nicht auf größere Objekte beziehen lässt, obwohl die ja auch alle aus Atomen bestehen. |
Je nach Interpretation ist das "warum" mehr oder weniger geheimnisvoll. Aber ja, welche Interpretation man nehmen sollte, ist umstritten. Das ist der QM aber eigentlich egal...
Zu größeren Objekten/Verhältnis Mikro- vs. Makroskopie siehe auch Dekohärenz.
| Zitat: | | Die Stringtheorie soll das große Paradoxon ja erklären, aber auch die ist nicht bewiesen. Das Problem ist wohl generell hier etwas beweisen zu können, eben weil sich über die Quantenwelt keine Vorhersagen treffen lassen. |
Die Stringtheorien, so eine davon richtig sein sollte (und man das also feststellen kann), werden QM und Relativitätstheorie vereinheitlichen. Es wird mW aber keine anschaulichere Interpretation dabei herauspurzeln.
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Unsere Welt wird noch so fein werden, daß es so lächerlich sein wird, einen Gott zu glauben als heutzutage Gespenster.
(G. Chr. Lichtenberg)
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