Interessantes zu Theoretischer Physik

Physik, Wesen physikalischer Aussagen Objekte Wirklichkeit

Zum Wesen physikalischer Aussagen

Wo Theoretische Physiker oder Wissenschaftler, die sich mit Quantenphysik beschäftigen, über ihre Arbeitsergebnisse sprechen, oder sie in Büchern darstellen, hat man oft den Eindruck, es könne sich hier wohl nur um Science Fiction handeln.

Dennoch ist dem nicht so, und dies zu begreifen, sollte man sich eine Aussage von Niels Bohr — einem der Väter der Quantenphysik — ins Gedächtnis rufen. Er sagte (wie Aage Peterson sich erinnert):


Es ist falsch, zu glauben, die Physik könne ergründen, wie die Natur beschaffen ist.

Gegenstand der Physik ist nur, was wir über die Natur sagen können.


Insbesondere, so sagt Bohr, gilt:

Es gibt keine Quantenwelt:

Es gibt nur eine abstrakte quantenphysikalische Beschreibung.


Anton Zeilinger (siehe Seite 309-310 seines Buches Einsteins Spuk) präzisiert das, indem er anhand eines konkreten Experiments nachweist:

Der quantenphysikalische Zustand eines Systems ist nichts Absolutes: Er ist nur Darstellung von Wissen, das wir über eine konkrete physikalische Situation haben, und ist aus eben diesem Grunde abhängig von allen Einzelheiten unserer Versuchsanordnung, auch wenn über einige davon noch gar nicht entschieden wurde.

Das quantenphysikalische Experiment, das Zeilinger an dieser Stelle diskutiert, ist überzeugendes Beispiel für tatsächlich alles, was diese seine Aussage uns mitteilt. Mehr noch: Es zeigt, dass die einen quanten­physi­kalischen Zustand beschreibenden Zahlen schon vorliegen können, noch BEVOR die Natur es uns auch nur PRINZIPIELL ermöglicht, alle darin enthaltene Information zu entschlüsseln (man könnte mei­nen: noch bevor jene Information tat­sächlich existiert, denn welche Aussage dann wirklich gefunden wird, hängt davon ab, über welche letzte Messung man die betrachteten Quanten zwingt, sich auf einen bestimmten Zustand hin zu konkretisieren — auf einen Zustand, der offensichtlich mitbestimmt wird durch die Art dieser Messung ebenso wie durch die zuvor beobachteten, mit ihnen verschränkten, nun aber gar nicht mehr existierenden Quanten).


Zum Wesen physikalischer Objekte (und der Wirklichkeit)

Aus dem, was Niels Bohr und Anton Zeilinger — aber keineswegs nur sie — uns sagen, folgt zwingend:


Physikalische Objekte sind nichts anderes als gedankliche Modelle,

die der Mensch sich macht, aus dem Wunsch heraus,

das Verhalten der Natur verstehbar und vorhersagbar zu machen.



Seltsamerweise sind diese Modelle — nicht aber die Natur selbst — das, was dem Menschen als die ihn umgebende Wirk­lichkeit erscheint.

Besonders gutes Beispiel hierfür ist unser Sonnensystem:

Dieses Beispiel, so denke ich, zeigt recht klar, dass uns physikalische Modelle tatsächlich mehr als Wirk­lichkeit erscheinen als die Natur selbst. Was sie uns zeigt reduziert unser Verstand allzu oft auf das dazu — mehr oder weniger — analoge Verhalten desjenigen Modells, das wir gerade als das genaueste (oder uns am besten bekannte) erachten.

Konsequenz daraus: Unsere Wirklichkeit besteht aus Aussagen, die wir als wahr erachten, deren Wahr­heits­gehalt sich aber — auch aus unserer Sicht heraus — im Laufe der Zeit mehr und mehr relativiert. In der Summe ist Wirklichkeit deswegen identisch mit dem, was die Natur uns vermuten lässt, dass sie wäre — ihr wahres Wesen aber scheint sie uns gezielt zu verbergen: Sie spielt mit uns Verstecken.

Heisenberg schrieb 1959: Bei Experimenten über atomares Geschehen haben wir es mit Dingen und Tatsachen zu tun, die ebenso real sind wie irgendein Phänomen im täglichen Leben. Aber die Atome und Elementarteilchen sind nicht gleichermaßen real; sie bilden eher eine Welt von Möglichkeiten als eine von Dingen oder Tatsachen.



Zur engen Verwandtschaft von Physik und Mathematik

Physik gliedert sich in 2 Teile:

Beide Aufgaben kombiniert, ist Physik der Versuch, das Verhalten der Natur durch ein mathematisches Objekt — durch ein absolut präzises Modell also — so treffend wie nur irgend möglich zu simulieren und damit auch vorhersagbar zu machen.

Interessant daran ist, dass sich der grundsätzliche Unterschied zwischen

bis in die Mathematik M(Wa) hinein fortsetzt:

Mathematik nämlich besteht aus zweierlei:

Interessant daran ist, dass M(Wa) nichts Absolutes ist, sondern stets nur wahr unter der Voraussetzung, dass gewisse Grundannahmen M(Ax) — logische und mathematische Axiome — richtig sind. statt von M(Wa) muss man deswegen genauer von einer jeweils ganz bestimmten Version seiner selbst sprechen, der ich jetzt mal genauer den Namen M(Wa):M(Ax) geben möchte.


Was für Physiker das Paar ( Physik:Natur ) ist,

sehen Mathematiker — so könnte man sagen — als Paar ( Wa:Ax ).


Unsere einzige Berechtigung dafür, die Aussagen Ax als wahr gelten zu lassen, besteht darin, dass der Mensch sie stets nur als zutreffend angetroffen hat: Die Natur zeigt sich uns so, dass wir annehmen müssen, Ax treffe zu.

Der entscheidende Unterschied zwischen der Natur und ihrer Reduktion auf ein uns Menschen durch sie nahegelegtes Ax besteht darin, dass die Natur (genauer: wie sie sich uns zeigt) etwas extrem Komple­xes ist, wohingegen Ax etwas extrem Einfaches sein kann:

Die heute am meisten genutzte Variante von Ax besteht aus

Mit anderen Worten:


Mathematik reduziert das hochkomplexe Paar ( Physik:Natur )

auf ein sehr einfaches Paar ( Wa:Ax ).



Da Ax uns durch die Natur nahegelegt wurde,
hat die sich uns gegenüber sozusagen selbst als Mathematik M(Wa) dargestellt.



Das sehe ich als den einzig plausiblen Grund dafür, dass sich das Verhalten der Natur so erstaunlich gut und genau über Mathematik beschrieben lässt.


Wissenswertes zu "Wesen physikalischer Aussagen Objekte Wirklichkeit, Physik" zusammengestellt durch Gebhard Greiter.
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