Lexikon der Neurowissenschaft

Quantentheorie

1 rätselhafte Quantenwelt:

Zwar ist der Status des Beobachters in der Quantentheorie und die Frage, ob und wie Materie bewußtes Erleben hervorbringt, noch immer ein Gegenstand kontroverser Diskussionen. Doch haben Experimente inzwischen eindeutig bestätigt, daß die Bedingungen der Lokalität und Separabilität in der klassischen Physik keine Entsprechung in der Quantentheorie haben. Stattdessen herrschen dort verschränkte Zustände (EPR-Korrelationen) zwischen Quantensystemen, die sich vielleicht sogar bald nutzen lassen: Zur Verschlüsselung von Botschaften (Quantenkryptographie) und zur Berechnung anderweitig nicht oder nur mit riesigem Aufwand lösbarer Probleme (Quantencomputer). Trotz des großen Erfolgs der Quantentheorie "für alle praktischen Zwecke" sind ihre philosophischen Konsequenzen alarmierend und noch lange nicht ausgelotet. Ihr Indeterminismus stellt die Kausalität in Frage, und der Formalismus der Wellenfunktion generell eine objektive Naturbeschreibung. Hier macht es keinen Sinn mehr, von identifizierbaren individuellen Teilchen zu sprechen, denn es existiert keine wohlbestimmte raumzeitliche Bahn (wegen der Unschärferelation) und keine Unterscheidbarkeit aufgrund des Teilchenzustands (wegen der Permutations-Invarianz im Formalismus), d.h. nur noch Abzählbarkeit, keine Numerierbarkeit (individuelle Benennung). Objektiv sind lediglich Quantenfeldzustände, charakterisiert durch Besetzungszahlen, aber die einzelnen Teilchen können aufgrund ihrer Zustände im Rahmen des Formalismus nicht mehr unterschieden werden. Wenn die Bahn eines Teilchens konstitutiv für dessen Identität ist, und Identität eine Mindestbedingung für Gegenstände darstellt, dann wird der Status von elementaren Partikeln fraglich. Auch Selbstinterferenz, Verschränktheit (keine Lokalisation und Separierbarkeit), Superposition und der Welle-Teilchen-Dualismus sprengen unser Alltagsverständnis und Vorstellungsvermögen von der Natur der Quantenwelt. In einem gewissen, streng definierbaren Sinn ist die Welt also holistisch; eine standpunktsunabhängige Beschreibung der Realität hat sich in der Quantenmechanik als undurchführbar erwiesen. Die Separation einzelner Objekte und die Subjekt-Objekt-Trennung sind pragmatische Abstraktionen und Idealisierungen, die epistemologischen Nutzen, aber anscheinend keine ontologische Realität haben. Das Bohr'sche Korrespondenzprinzip postuliert einen Übergang von der bizarren mikroskopischen Welt der Quantenphänomene auf unsere meso- oder makroskopische Alltagswelt, ändert aber nichts daran, daß letztlich alles auf quantenphysikalischen Prozessen beruht. So werden durch die Quantentheorie drei für die klassische Physik unhinterfragte Aspekte der Natur zweifelhaft: ihre Kausalität, ihre Verständlichkeit und ihre Realität.

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