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Lexikon der Astronomie: Kopenhagener Deutung

Die Kopenhagener Deutung ist eine Interpretation, die von essentieller Bedeutung für die Quantentheorie ist. Die Deutung betrifft die Wellenfunktion, symbolisiert durch Ψ, die die Lösung der fundamentalen Schrödinger-Gleichung ist.

Historisches

Der Begriff Kopenhagener Deutung wurde nach der Kopenhagener Schule um den dänischen Physiker Niels Henrik David Bohr (1885 – 1962), einem führenden Quantenphysiker benannt. Er erhielt 1922 den Nobelpreis für Physik für seine Leistungen auf dem Gebiet der Atomphysik, speziell die quantenmechanische Behandlung der Elektronenzustände in der Atomschale und den damit verbundenen elektromagnetischen Strahlungsübergängen (Bohr-Atommodell). Die eigentliche Kernidee der Kopenhagener Deutung stammt jedoch von dem deutschen Quantenphysiker Max Born (1882 – 1970). Er lieferte eine neue statistische Interpretation der Quantenmechanik, was mit dem Nobelpreis für Physik 1954 belohnt wurde. Die Ausarbeitung dieses Konzepts geschah bereits 1925/26 in Göttingen, auch zusammen mit Werner Heisenberg (1901 – 1976, Nobelpreis 1932). 1927 hielt sich Heisenberg in Kopenhagen auf. Dort griff er Borns Ansatz mit Bohr auf. Heisenberg entwickelte die Matrizenmechanik, die eine Alternative zur Wellenmechanik von Erwin Schrödinger (1887 – 1961) darstellt. Auf der Basis dieser Formulierungen und Borns Interpretation gelang dem Kopenhagener Kreis, im Wesentlichen Heisenberg und Bohr, die Grundlegung eines neuen physikalischen Weltbildes ohne Determinismus und Kontinuität. So wurde auch der Begriff der physikalischen Realität neu definiert, was enorme erkenntnistheoretische Konsequenzen hatte.

Kern der Deutung

Das Entscheidende an der Kopenhagener Deutung ist die Beziehung zwischen Wellenfunktion und Messprozess: Gemäß Borns neuer Interpretation befindet sich das quantenmechanische Teilchen vor der Messung gleichzeitig an allen Orten, wo die Wellenfunktion nicht verschwindet! Erst im Moment der Messung 'kollabiert' die Wellenfunktion und das Teilchen lokalisiert an einem bestimmten Ort. Die Quantenphysiker sagen: Vor der Messung ist ein Zustand eine kohärente Überlagerung aller möglichen Zustände, nach der Messung steht dann ein bestimmter der möglichen Zustände fest.

Gott würfelt nicht!

Die Kopenhagener Deutung ist auch unter Physikern umstritten, weil diese radikale Sichtweise nicht immer erforderlich ist. Prominente Gegner der Kopenhagener Deutung waren der Entdecker der Energiequanten Max Planck (1858 – 1947, Nobelpreis 1918), der Erforscher der Röntgenkristallographie Max von Laue (1879 – 1960, Nobelpreis 1914), der Begründer der Wellenmechanik Erwin Schrödinger, der Begründer der Materiewellen Louis de Broglie (1892 – 1987, Nobelpreis 1929) und vor allem der 'Vater der Relativitätstheorie' Albert Einstein (1879 – 1955, Nobelpreis 1921), der lapidar sagte 'Gott würfelt nicht!'.

Paralleluniversen?

Die Viele-Welten-Theorie oder Mehrwelt-Interpretation von H. Everett (1957) geht noch weiter: Mit jeder durchgeführten Messung spaltet ein zuvor unbestimmter Zustand in viele Welten auf! Anders gesagt: Alles was möglich ist, also endliche Wahrscheinlichkeit hat, geschieht. Unsere Welt, unser Universum, ist nur ein ganz bestimmtes. Alle anderen, die ebenso alternativ möglich wären, gibt es auch, nur nicht in unserem Universum! Im Rahmen der Quantenkosmologie führt dies zur Hypothese, dass Paralleluniversen existieren.

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  • Die Autoren
- Dr. Andreas Müller, München

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