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Auf der Suche nach dem Quantenmodell

Friedrich Wagner, Oktober 2021

In diesem Aufsatz geht es um die Quantenmechanik. Diese Theorie bildet zusammen mit der Relativitätstheorie den Grundpfeiler der theoretischen Physik, und die Atom- und Festkörperphysik gehen genauso auf sie zurück wie die Elementarteilchenphysik und die Chemie. Ihre Voraussagen haben sich in unzähligen Experimenten mit geradezu fantastischer Genauigkeit bestätigt. Sie hat Technologien wie Laser, Solarzellen, Digitalkameras und elektronische Bauteile wie Transistoren hervorgebracht, die in Computern und vielen anderen Geräten zum Einsatz kommen. Man schätzt, dass über 30% des Bruttoinlandsproduktes auf Erfindungen zurückgehen, die aus der Quantenmechanik resultieren. Neue Anwendungen wie sichere Datenübertragungen und Quantencomputer, die bislang unlösbare Probleme in Sekundenbruchteilen lösen können, stehen bereits in den Startlöchern. Sie werden diese Theorie in den nächsten Jahren noch stärker ins Licht der Öffentlichkeit rücken..

Diesem beeindruckenden Erfolg steht allerdings die ebenso bemerkenswerte Tatsache gegenüber, dass diese Theorie bis heute - fast 100 Jahre nach ihrer Formulierung - keine allgemein anerkannte Deutung erfahren hat. Es besteht anders formuliert keine Einigung, welches konkrete Modell ihr zu Grunde liegt, um die von ihr vorausgesagten Effekte erklären zu können. Eines aber scheint sicher zu sein: Unser gewohntes Naturverständnis wird angesichts der Phänomene der Quantenwelt grundlegend revidiert werden müssen.

Da mich dieses Thema schon seit längerem interessiert und mich immer wieder neu fasziniert, habe ich einmal versucht, die besonderen Eigenschaften der Quantenwelt herauszustellen und die Stärken und Schwächen der derzeitigen Interpretationsversuche zusammenzutragen. Ich bin dabei überzeugt, dass sich das erstaunliche - ja geradezu schockierende! - Verhalten der quantenmechanischen Welt auch Lesern ohne physikalisches Vorwissen verdeutlichen lässt und sie (das heißt Sie) in die Lage versetzt, in der noch immer andauernden Deutungsdebatte selbst einen Standpunkt einnehmen zu können. Nach meinem Physikstudium mit Schwerpunkt Allgemeine Relativitätstheorie in Göttingen und anschließender Promotion in der Rostocker Informatik befasse ich mich nicht mehr beruflich mit diesen Themen, aber ich wollte meine Schlussfolgerungen teilen, die aus einem über zehnjährigen Studium der einschlägigen Bücher (am Ende waren es über hundert, nur die guten gezählt) sowie unzähliger aktueller Fachartikel entstanden sind. Das Ergebnis dieser Bemühungen ist dieser Aufsatz

Schon jetzt sei verraten, dass sich bei dem Vergleich der Interpretationen kein echter Sieger küren lässt. Jeder dieser Ansätze ist auf seine ganz eigene Weise so ungewöhnlich und befremdlich, dass der Ausspruch von Niels Bohr, einer der Gründungsväter der Quantenmechanik, nichts von seiner Aktualität verloren hat: "Wer über die Quantentheorie nicht entsetzt ist, der hat sie nicht verstanden."

Nehme das Entsetzen seinen Lauf...



Friedrich Wagner: Auf der Suche nach dem Quantenmodell
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