Sehr verehrte Damen und Herren und liebe Freunde,

ich möchte Sie alle einführen in das Weltbild der Physik und vor allem
geht es mir um eines, nämlich klar zumachen, dass die Physik keines Weges den Anspruch erhebt, dass wir schon
alles verstanden haben, dass wir also die ganze Welt, die Realität oder die Wirklichkeit, in der wir leben, dass wir
das schon alles erkundet haben.

Fangen wir also mal an mit dem Weltbild der Physik. Ich denke, dass viele Menschen, viele Bürger draußen, die meinen eigentlich, dass die Physik so ein bisschen eine abgeschlossene Wissenschaft ist, denn wir haben den größten Teil unserer Wirklichkeit ja verstanden. Wenn wir mal annehmen, dass die Wirklichkeit vielleicht insgesamt so ein Volumen von 100% hat. Also 100% ist, dass man alles weiß, was es überhaupt zuwissen gibt über unsere Realität. Dann hat die Physik vielleicht mit unserem Verständnis, mit unserem Geist 80% erkundet.

Das heißt, die Physik ist so ein bisschen in der Sättigung, zumindest in der Wahrnehmung vieler Bürger, dass wir also nur noch ein bisschen Unbekanntes haben, sozusagen die Feinheiten, an denen müssen wir noch ein bisschen arbeiten. Und wenn wir die Feinheiten dann auch noch haben, dann ist Feierabend, dann ist die Physik fertig und dann muss man mit was anderem forschen, jedenfalls nicht mehr in der Physik.

Und wenn wir dann noch die Mathematik als Hauptwerkzeug der Physik dazu nehmen, dann kann man sagen, dass wir sogar 90% zumindest meinen, dass die Leute 90% der Realität erkundet haben.

Da gibt’s nämlich dieses interessante Phänomen, vor allen Dingen auch in der Quantenphysik, aber auch in der Kosmologie, also der Erkundung des Weltraums, dass die Mathematik ein bisschen weiter trägt als unser Verständnis. Das heißt, die Formeln, die die Physik entwickelt haben, die beschreiben durchaus die Realität richtig.

Sie geben richtige Vorhersagen, z.B. in der Quantenphysik, aber man versteht es nicht. Also der Geist, unser Verständnis kommt nicht hinterher. Ein Beispiel ist Schrödingers Katze, was ja nach der Quantenphysik, wenn sich die Katze in so einem Vollkommen vom Rest des Universums, von der Umgebung getrennten Kasten in so einer Box drin befindet, dass man sie in einen Zustand bringen kann nach der Quantenphysik, indem sie gleichzeitig tot und lebendig ist.

User: Erkläre „Schrödingers Katze“

Gemini:

Das Gedankenexperiment von Schrödingers Katze, das der Physiker Erwin Schrödinger 1935 aufstellte, ist eines der berühmtesten (und oft missverstandenen) Beispiele der Quantenmechanik. Es verdeutlicht das scheinbare Paradoxon, wenn die Gesetze der winzigen Quantenwelt auf unsere makroskopische Alltagswelt übertragen werden.

Hier ist die Erklärung, was es mit diesem Zustand auf sich hat:

1. Der Aufbau des Gedankenexperiments

Man stellt sich eine Katze in einer völlig geschlossenen, schallisolierten und blickdichten Kiste vor (dem perfekt isolierten System). In dieser Kiste befindet sich zudem eine Apparatur mit einer winzigen Menge eines radioaktiven Materials, einem Geigerzähler, einem Hammer und einem Fläschchen Gift:

• Die Wahrscheinlichkeit liegt bei 50 %, dass ein Atomkern innerhalb einer Stunde zerfällt, und bei 50 %, dass er nicht zerfällt.

• Zerfällt das Atom, schlägt der Geigerzähler an, der Hammer lässt das Giftglas zerbrechen, und die Katze stirbt.

• Zerfällt das Atom nicht, passiert nichts, und die Katze bleibt am Leben.

2. Was sagt die Quantenphysik dazu?

In der Quantenphysik (konkret in der Kopenhagener Deutung) befinden sich Teilchen, solange sie nicht beobachtet oder gemessen werden, in einer sogenannten Superposition (Überlagerung). Das bedeutet, sie existieren in allen möglichen Zuständen gleichzeitig.

Übertragen auf die Katze in der verschlossenen Kiste bedeutet das rein mathematisch: Solange niemand nachschaut, hat sich das System noch nicht entschieden. Der Zustand des Atoms ist „zerfallen UND nicht zerfallen“. Da die Katze direkt an dieses Quantenereignis gekoppelt ist, befindet sich die Katze laut dieser Theorie in einem Zustand, in dem sie gleichzeitig tot UND lebendig ist.

3. Die Auflösung: Warum sehen wir das im Alltag nie?

Erwin Schrödinger hat dieses Experiment absichtlich erfunden, um zu zeigen, wie absurd es wäre, wenn die Gesetze der Quantenwelt eins zu eins für unsere alltäglichen Gegenstände gelten würden.

• Der „Messwert“ und Dekohärenz: In der Realität ist es extrem schwierig, ein System (wie eine Katze in einer Kiste) perfekt von der Umwelt zu isolieren. Selbst Atome der Luft in der Kiste oder Wärmestrahlung interagieren mit der Katze.

• Dadurch findet eine sofortige Dekohärenz statt: Das System entscheidet sich quasi im Bruchteil einer Sekunde für einen festen Zustand (tot oder lebendig), noch bevor ein Mensch die Kiste öffnet.

• Erst beim Öffnen der Kiste (durch die Messung oder Beobachtung) bricht die Überlagerung zusammen, und die Realität „entscheidet“ sich für einen von beiden Zuständen.

Wie passt das zu Ganteför?

Physiker wie Gerd nutzen Schrödingers Katze oft, um zu zeigen, wie fremdartig und unbegreiflich die Quantenmechanik für unser menschliches Denken ist. Während wir gewohnt sind, dass Dinge entweder da sind oder nicht (klassische Physik), zeigt uns die Quantenphysik eine Wirklichkeit, in der fundamentale Zustände erst durch den Blick des Beobachters (oder die Interaktion mit der Umwelt) festgenagelt werden.