- Schrödingers Manuskript behandelt das Problem der Zufälligkeit in der Quantenphysik.
- Physiker führen hitzige Debatten über Determinismus und Indeterminismus.
- Schrödinger stellt Whitakers Hypothese der versteckten Variablen in Frage und schlägt eine Alternative vor.
- Das Manuskript wurde möglicherweise nicht veröffentlicht, da es ähnliche Ansichten wie die von Perzels vertritt.
Ein unveröffentlichtes, undatiertes Manuskript gehört dem österreichischen Physiker Erwin Schrödinger und befindet sich in der Österreichischen Zentralbibliothek für Physik an der Universität Wien. Der Physiker Flavio Del Santo von der Universität Genf hat das Manuskript untersucht und analysiert, um das mögliche Datum seiner Entstehung sowie die Ansichten dieses berühmten Physikers zur Zufälligkeit in der Quantenphysik zu bestimmen. Dieses Manuskript mit dem Titel "Der Zusammenbruch des Determinismus" behandelt ein zentrales Problem der Quantenphysik – die Zufälligkeit von Ereignissen. Die Quantenmechanik wird normalerweise verwendet, um die Wahrscheinlichkeit von Messungen vorherzusagen, jedoch niemals spezifische Ergebnisse.
Physiker haben darüber nachgedacht, ob dies auf unvollständiges Wissen in diesem Bereich zurückzuführen ist. Zum Beispiel scheint das Ergebnis eines Münzwurfs auf den ersten Blick zufällig zu sein. Wenn jedoch die Wurfkraft und die Windgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Wurfs bekannt sind, kann das Ergebnis zuverlässig vorhergesagt werden. Im Quantenbereich bleiben viele Dinge ungewiss. Wenn Teilchen jedoch Informationen tragen, die ihr Verhalten bestimmen, würde dies sie dann vorhersehbarer oder deterministischer machen?
Debatte über Determinismus und Indeterminismus
Die Ansichten berühmter Physiker In der Quantenmechanik teilt die Debatte zwischen Determinismus und Indeterminismus die Physiker in zwei Lager, wobei beide Seiten fest zu ihren Ansichten stehen. Einstein, David Bohm und Schrödinger werden oft als Verfechter des Determinismus in der Wissenschaftsgeschichte angesehen, aber Del Santo argumentiert, dass ihre Positionen differenzierter und weniger gegensätzlich sind, als viele annehmen. Schrödingers unveröffentlichtes Manuskript ist ein Beispiel dafür. Teilchen, die möglicherweise Informationen tragen, die ihr Verhalten bestimmen, werden als versteckte Variablen bezeichnet, da diese Informationen möglicherweise von Wissenschaftlern nicht beobachtet werden können. 1932 veröffentlichte der Mathematiker John von Neumann ein Ergebnis, das nahelegte, dass versteckte Variablen nicht in die Quantenmechanik eingeführt werden sollten.
Während des Zweiten Weltkriegs stellte der britische Physiker und Mathematiker T. W. Whitaker den Determinismus in Frage, indem er auf von Neumanns Arbeit verwies und ein Beispiel für polarisiertes Licht an einem Polarisator anführte. In diesem Setup bestimmt der Winkel zwischen dem polarisierten Licht und dem Polarisator, wie viel Licht durch den letzteren hindurchgeht. Die Quantenmechanik drückt die Ergebnisse als Wahrscheinlichkeiten aus. Whitaker verwendete jedoch in dieser Annahme zwei Werte für die versteckten Variablen und argumentierte, dass diese Änderungen, die beim Drehen des Polarisators auftreten, nicht reproduzierbar sind. Schrödingers Manuskript ist eine Antwort auf diese Hypothese.
Schrödingers Alternativvorschlag
Schrödingers Werk In seinem dreiseitigen Manuskript hinterfragt Schrödinger die inhärenten Einschränkungen von Whitakers Argumentation und fragt sich, warum die versteckten Variablen nur zwei mögliche Werte haben sollten. Stattdessen schlägt er eine Alternative vor, bei der jedem Photon ein Wert zwischen null und eins zugewiesen wird. Diese Zahlen sind gleichmäßig im einfallenden Lichtstrahl verteilt, und ob ein Photon den Polarisator passiert, hängt von seiner Zahl und dem Winkel des Polarisators ab. Durch die Photonen reproduziert dieses Setup die erwartete Übertragungsrate, die mit dem Malus-Gesetz vorhergesagt werden kann, wobei jedes einzelne Ergebnis jedoch von der Geräteeinstellung und der vorgeschlagenen Zahl des Photons abhängt.
Schrödingers Manuskript behandelt auch das Problem, das nach der ersten Messung auftritt, wenn sich die Verteilung ändert. Daher formulierte er eine mathematische Regel, die die Zahl ändert, nachdem das Photon übertragen oder reflektiert wurde, und die Verteilung gemäß dem Malus-Gesetz wiederherstellt. Die Frage ist also, warum Schrödinger es nicht veröffentlicht hat? Laut Del Santo könnte dies daran liegen, dass der österreichische Physiker Heinrich P. Perzel in veröffentlichten Arbeiten Whitaker herausgefordert hat. Obwohl Perzel einen anderen Ansatz verfolgte, drückte er dennoch die gleiche Sichtweise aus. Del Santo warnt, dass dieses Manuskript nicht verwendet werden sollte, um zu behaupten, Schrödinger unterstütze eine deterministische Sicht der Natur.
Dieses unveröffentlichte Werk könnte ein Test für ein Argument sein, anstatt das Modell zu unterstützen, schrieb Del Santo in einer Analysearbeit. Diese Arbeit ist auf dem Preprint-Server arXiv verfügbar.
Schrödingers Manuskript und seine Auswirkungen auf die Quantenmechanik
Schrödingers unveröffentlichtes Manuskript bietet eine neue Perspektive auf das Problem der Zufälligkeit in der Quantenmechanik und stellt die traditionelle Hypothese der versteckten Variablen in Frage. Dieses Manuskript zeigt Schrödingers tiefes Nachdenken über das Verhalten von Quantenpartikeln, insbesondere seine Ansichten zu versteckten Variablen, und könnte zu einer Neubewertung der Natur der Quantenmechanik führen. Obwohl das Manuskript nicht veröffentlicht wurde, bleibt sein Inhalt inspirierend für die aktuelle Forschung in der Quantenphysik und könnte die weitere Diskussion über Determinismus und Indeterminismus fördern.