Schrödingers Katze ist gesund und munter

und in einem Paralleluniversum leben.

Zwei Physikprofessoren, zwei der besten Wissenschaftskommunikatoren in Großbritannien, haben sich diese Woche in einem BBC-Radioprogramm getroffen.

Das Life Scientific ist ein wöchentliches Programm, in dem Jim Al-Khalili, Nuklearphysiker und Moderator der Show, einen führenden Wissenschaftler interviewt und über sein Leben und seine wissenschaftlichen Leistungen spricht. Diese Woche interviewte Jim Brian Cox, den bekannten Teilchenphysiker und Fernsehmoderator.

The Rock Star: Es kann nur besser werden

Brian ist eine unglaublich beliebte Fernsehpersönlichkeit und Jim fragte, wie er mit der Bewunderung umgeht, die er bekommt - sowie mit der Kritik. Aber Brian ist dem Personenkult nicht fremd, denn in seiner Jugend gab er seinen Universitätsabschluss auf und verbrachte fünf Jahre als erfolgreicher Rockmusiker. Seine Zeit mit den Bands Dare und D: Ream führte zu Plattenverträgen und dem ersten Hit, Things Can Only Get Better.

Heutzutage akzeptiert er seinen Status als Superstar-Wissenschaftler, weil er fest davon überzeugt ist, dass Wissenschaft Teil der Populärkultur sein sollte. Und aus diesem Grund sollten Wissenschaftler nicht so beliebt sein wie beispielsweise Fußballspieler oder Rockstars. Er hat einen guten Punkt.

Dann machten sie sich an die Physik.

Der Physiker: Alles, was passieren kann, passiert

Genauer gesagt, kamen sie zur Quantentheorie.

Trotz seiner früheren Erfolge als Musiker ist Cox als Wissenschaftler und Moderator von populärwissenschaftlichen Programmen im Fernsehen bekannter, wo er, wie Al-Khalili es ausdrückte, einen fast gottähnlichen Status erlangt hat.

Neben Fernseh- und Radiosendungen ist er auch aktiver Forscher und Lehrer - er arbeitet am CERN und ist Professor an der Universität Manchester in Großbritannien.

Das Gespräch kam zu Cox 'Glauben an die Viele-Welten-Interpretation der Quantenmechanik. Dies setzt die Idee voraus, dass es viele, vielleicht unendlich viele Universen gibt und dass alles, was passieren kann, in einem dieser Universen passiert. Dies steht im Gegensatz zur Kopenhagener Interpretation, bei der ein unbekannter Zustand in einen bekannten Zustand aufgelöst wird, wenn er beobachtet wird.

Dies ist (nicht) eine Ex-Katze

Dies lässt sich mit Erwin Shrödingers berühmtem Gedankenexperiment aus dem Jahr 1935 über eine Katze erklären, die in einer Stahlschachtel versiegelt ist. In der Kiste mit der Katze befindet sich eine winzige Menge eines Radioisotops, das möglicherweise zerfällt oder nicht - mit einer Wahrscheinlichkeit von 50%. Wenn es verfällt, wird es einen Mechanismus auslösen, der ein Gift freisetzt und so die Katze tötet.

Shrödingers Ziel war es, die Absurdität der Theorie aufzuzeigen, dass ein Quantensystem wie ein Atom (in diesem Fall das Isotop) gleichzeitig in mehreren Zuständen existieren kann (in diesem Fall zerfallen und nicht zerfallen), indem man dies mit einem einfachen verknüpft -verstandenes physikalisches System (die Katze und das Gift). Wenn sich dieses Quantensystem tatsächlich in beiden Zuständen gleichzeitig befand, muss es auch wahr sein, dass der Mechanismus, der das Gift kontrollierte, sowohl ausgelöst als auch nicht ausgelöst werden muss, sodass das Gift freigesetzt und auch nicht freigesetzt wird, was dazu führt, dass die Katze beide tot ist und lebendig. Klarer Unsinn.

Ausgenommen, es wird nicht als Unsinn angesehen.

Die Kopenhagener Interpretation besagt, dass sich das Isotop in einer Überlagerung beider Zustände befindet, verfallen und nicht verfallen, und dass sich auch alles andere im Experiment, einschließlich der Katze, in einer Überlagerung befindet. Nur wenn eine Beobachtung stattfindet, wird die Überlagerung in den einen oder anderen Zustand aufgelöst. Wir haben also wirklich die kontraintuitive Situation, dass die Katze tot und lebendig ist, bis die Schachtel geöffnet wird. Erst wenn die Kiste geöffnet wird, wird das Schicksal der Katze festgelegt. (Obwohl gesagt werden sollte, dass Niels Bohr eine andere Ansicht dazu hatte. Er betrachtete die anfängliche Erfassung des Zerfalls des Isotops als eine Beobachtung, so dass der reale physische Zustand der Katze zu diesem Zeitpunkt gelöst sein würde , nicht wenn die Box geöffnet wurde.)

Viele Welten

Nach Ansicht von Cox ist die Many Worlds Interpretation (MWI) eine einfachere Lösung. Dies hat zur Folge, dass an jedem Punkt, an dem zwei mögliche Ergebnisse auftreten können, beide eintreten. Keine Überlagerungen erforderlich. Ein Ergebnis tritt in einem Universum auf, während ein anderes Universum aus dem ursprünglichen Universum hervorgeht und das zweite dort auftritt. Keine lebenden und toten Katzen, nur ein gesunder Moggy in einem Universum und ein leider verstorbener in einem anderen.

Dies ist natürlich auch nicht intuitiv. Wir betrachten die Geschichte als einen einzigen Faden von Ereignissen, der bis heute andauert, aber MWI sagt uns, dass jedes Quantenergebnis in seiner eigenen Welt verwirklicht wird und dass sich diese neuen Welten an den Punkten verzweigen, an denen unterschiedliche Ergebnisse auftreten könnten.

Realität ist also kein linearer Pfad, sondern eine immer verzweigter werdende Reihe paralleler Realitäten, und unser eigenes Bewusstsein zeichnet nur den Pfad auf, den wir (oder die Version von „wir“, die dies liest) eingeschlagen haben.

Woher kommt das ganze Zeug? Wie entstehen plötzlich neue Welten, neue Universen?

Ein Hinweis könnte von einer interessanten Seite im Interview kommen, als Cox davon sprach, dass Wissenschaft die Erklärung der Außenwelt sei, und, wie er meinte, auch der Innenwelt.

"Vielleicht", sagte Cox, "bin ich nur ein Algorithmus". Darauf antwortete Al-Khalili: "Wahrscheinlich".

Ursprünglich veröffentlicht unter https://technofileblog.blogspot.com am 17. Mai 2019.