Was eine Interpretation der Quantenmechanik beantworten sollte -------------------------------------------------------------- Version 1.0 vom 23.04.2007 Arnold Neumaier Fragen, die eine Interpretation der Quantenmechanik beantworten k"onnen sollte, damit sie ihren Namen verdient, und damit man ihre St"arken und Grenzen klar diskutieren kann. Wird nach Bedarf aktualisiert. Die jeweils aktuelle Version und evtl. Vorversionen sind auf http://www.mat.univie.ac.at/~neum/interpretation.txt zug"anglich. 1. Ensembles Was ist ein Ensemble? Wann geh"ort ein konkretes Quantensystem zu einem bestimmten Ensemble? Was bedeutet eine Wahrscheinlichkeit? 2. Zust"ande Unter welchen Umst"anden hat ein einzelnes Quantensystem einen Zustand? Ist dieser Zustand im allgemeinsten Fall rein oder gemischt? Wann ist ein Quantensystem in einem gegebenen Zustand? Wie pr"uft man das nach? Wie bringt man ein Quantensystem in einen gegebenen Zustand? (Pr"aparation) Was z"ahlt als Pr"aparation? Hat ein makroskpisches System einen Zustand? Eine Katze? Das Universum? Soweit diesen Objekten ein Zustand zugeschrieben wird, ist er rein? "Andert sich ein Zustand immer nach einer unit"aren Entwicklung? Wenn nicht, wovon h"angt es ab, wie er sich "andert? 3. Beobachter Was ist ein Beobachter? Nur ein ausgebildeter Physiker? Ein beliebiger Mensch? Gen"ugt eine Kamera? Ein Zeiger? Was z"ahlt als Beobachtung? Was am Zustand eines Quantensystems ist objektiv (beobachterunabh"angig), was subjektiv (abh"angig vom Wissen des Beobachters)? H"angt der Zustand davon ab, ob eine Beobachtung vom Beobachter zur Kenntnis genommen wird? Wenn ja: Was z"ahlt als Kenntnis? Was passiert mit dem Zustand, wenn sich nachtr"aglich herausstellt, dass die zur Kenntnis genommene Beobachtung falsch war? 4. Messungen Ist eine Messung immer irreversibel? Wenn ja, wie vertr"agt sich das mit der unit"aren Zeitentwicklung? Wodurch wird bei einer kontinuierlichen Gr"osse festgelegt, welcher Wert gemessen wird? Wenn unterschiedliche Beobachter einen schwach vibrierenden Zeiger auf derselben Skala unterschiedlich genau ablesen, wessen Zahlenwert gilt dann als Messung? 5. Beispiele Polarisiertes und unpolarisiertes Licht Strahl von Silberatomen und Stern-Gerlach Experiment Strahl von Buckyb"allen und Interferenz am Doppelspalt Teilchenbahnen in der Blasenkammer Ionenfalle Siliziumeinkristall Ein Glas Wasser mit Zimmertemperatur Katze Erde Universum