Frage von Selly1980, 96

Nur die Schrödinger Katze weiß, ob sie noch lebt?

Ich habe mich mit der Schrödinger Katzen Theorie befasst und ich kann diese nicht nachvollziehen. Es geht um die Lösung. Wenn ich einen Zustand nicht kenne ( Tod oder Lebendig) weil ich diesen nicht überprüfen kann (geschlossene Kiste) wie kann ich dann die Behauptung aufstellen, sie wäre beides bis zur Überprüfung zu 50%? Es gibt doch nur ein entweder oder? Ich kann doch nicht so tun, als wäre die Antwort ja und nein? Ich stelle mir vor, eine Frau schläft während ihres Eisprunges mit einem Mann. Dann ist sie doch auch nicht ein bißchen schwanger. Klar, sie kennt die Antwort unter Umständen noch nicht. Aber die Lösung kann doch nur entweder/ oder sein und niemals und? Oder habe ich einen Gedankenfehler? Ich habe eher das Gefühl man scheut vor der ehrlichen Antwort: ich weiß es (noch) nicht.

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 56

Das Beispiel sollst und kannst du nicht verstehen. Es soll lediglich eine bestimmte Eigenart der klassischen Quantenmechanik illustrieren, nämlich dass man Vorgänge in der Quantenwelt nicht mit dem gesunden Menschenverstand erfassen kann. Das geht schief.

Daher gibt es auch den schlauen Spruch: "Wer behauptet, er habe die Quantenmechanik verstanden, hat sie garantiert nicht verstanden."

Korrekt wäre: Wer die Quantenmechanik einigermaßen beherrscht, erkennt, dass es nicht wirklich etwas zum verstehen gibt.

Antwort
von ThomasJNewton, 30

Nach hundert Jahren ist sie so oder so tot, auch nach sieben Leben.

Hamburger02 hat jedenfalls die beste Antwort geliefern, nach meiner Meinung.
Ohne "Diszipative Strukturen", alle Achtung.

Was so rumgeistert, ist nicht immer der Stand der Wisenschaften.
Mit Ehrlichkeit hat das nichts zu tun.

Antwort
von NoHumanBeing, 66

Die Sache ist, dass in der Quantenmechanik ein Teilchen sich nicht in diskreten Zuständen (z. B. zerfallen oder nicht), sondern eigentlich immer in einem Überlagerungszustand "dazwischen".

Wenn ich nun einen Mechanismus anbringe, der die Katze tötet, wenn das Teilchen zerfällt, dann ... nunja, was ist die Katze dann? Das Teilchen ist ja nicht entweder zerfallen oder nicht, sondern "sowohl als auch" (zu unterschiedlichen Anteilen). ;-)

Die Wahrscheinlichkeit, dass das Teilchen zerfällt ist auch nicht 50 %, sondern geht für t gegen unendlich asymptotisch gegen eins (also 100 %).

Kommentar von NoHumanBeing ,

Die Sache ist, dass in der Quantenmechanik ein Teilchen sich nicht in diskreten Zuständen (z. B. zerfallen oder nicht), sondern eigentlich immer in einem Überlagerungszustand "dazwischen".

... befindet.

Sonst ist der Satz unvollständig. ;-)

Antwort
von Abbedau, 58

Dieses Paradoxon trifft auf quantenmechanische Systeme zu, nicht auf makroskopische Systeme. Daher kann eine Katze genau so wenig gleichzeitig tot und lebendig sein wie eine Frau schwanger und nicht schwanger. Beschäftige Dich bitte noch etwas eingehender mit dieser Gedankentheorie, besonders im Bereich der Quantenmechanik und hebe nicht so sehr auf den bildhaften Vergleich mit der Katze ab, welcher m.E. auch unglücklich gewählt ist.

Kommentar von NoHumanBeing ,

Dieses Paradoxon trifft auf quantenmechanische Systeme zu, nicht auf makroskopische Systeme. Daher kann eine Katze genau so wenig gleichzeitig tot und lebendig sein wie eine Frau schwanger und nicht schwanger.

Doch, das kann sie sehr wohl, allerdings nur für sehr kurze Zeit. ;-)

Es gibt keine scharfe Grenze, ab wann ein System "makroskopisch" ist. Das Doppelspaltexperiment beispielsweise funktioniert selbst mit Molekülen, die aus 60 Atomen bestehen, noch wunderbar. Es gibt auch keine scharfe Grenze, ab der es nicht mehr funktioniert.

Kommentar von Abbedau ,

Grundsätzlich gebe ich Dir Recht, allerdings würde eine Diskussion über die Definition einer Katze als makroskopisches System auf dieser Plattform hier etwas zu weit führen, denke ich..

Kommentar von Hamburger02 ,

Die theoretische Grenze bzw. die physikalische Konvention, ab wann ein makroskopisches System vorliegt, wird durch das Gesetz der großen Zahl von Boltzmann vorgegeben. Demnach liegt es dann vor, wenn das System aus mindestens 1 mol Stoff besteht.

Die "praktische Grenze", ab der sich Fluktuationen im statistischen Mittel ausgleichen, kann im Einzelfall allerdings auch niedriger liegen, aber nie höher.

Kommentar von ThomasJNewton ,

Spielt da nicht auch die Temperatur eine Rolle?

Bei Zehn-hoch-minus-sowieso ... kann sogar eine Katze interferieren, allerdings eine längst erfrorere.

Kommentar von NoHumanBeing ,

Die Größe der Katze in Relation zu ihrer (De-Broglie?)-Wellenlänge (sorry, wenn ich jetzt Mist schreibe) spielt doch auch eine Rolle, oder?

Und die De-Broglie-Wellenlänge ist invers proportional zum (relativistischen) Impuls eines Objekts. Also solange die Katze sich kaum bewegt ... *duck-und-weg*

Kommentar von ThomasJNewton ,

Und solange sich in der Katze nichts bewegt!

Antwort
von Wunnewuwu, 46

Es gibt da ne simple Rechnung in der Wahrscheinlichkeitsrechnung, die die Wahrscheinlichkeit für das Eintreffen eines Ereignis E durch den Quotient der "Günstigen Ereignisse" und der überhaupt "möglichen Ereignisse" angibt.

In deinem Beispiel sind die mögliche Ereignisse: tot und lebendig (=2) und du willst die Wahrscheinlichkeit für ein günstiges Ereignis ausrechnen (z.B. lebendig =1)

Die Wahrscheinlichkeit ist dann P(E)= 1/2= 0,5= 50%.

LG

Kommentar von NoHumanBeing ,

Die Wahrscheinlichkeit muss aber nicht 50/50 sein, sie kann auch genauso gut 90/10 sein. Das System ist ja keine "faire Münze". Tatsächlich wird sich die Wahrscheinlichkeit bei einem quantenmechanischen System im Laufe der Zeit verändern. Je länger ich warte, desto sicherer ist, dass das Teilchen bereits zerfallen und die Katze somit tot ist.

Sie ist aber zu keinen Zeitpunkt "definitiv tot". Sie ist immer nur "asymptotisch tot", also tot für t gegen unendlich. Es sei denn, ich sehe nach, ob sie noch lebt und stellt fest, sie ist tot. Dann ist sie tatsächlich tot. ;-)

Kommentar von Wunnewuwu ,

Dem stimme ich prinzipiell zu, wenn man das Gedankenexperiment weiter betrachtet. Ungeachtet davon, ist die Wahrscheinlichkeit aber 50/50 solange man meine keine anderen Variablen mit einbezieht. Natürlich, sobald man den radioaktiven Zerfall und die vergangene Zeit beachtet, lässt sich das nicht mehr so einfach stochastisch berechnen, aber dann geht man ja einige Schritte weiter. Der Fragesteller wollte ja erstmal wissen woher die 50% kommen. Aber danke für deine Kritik; kann ich nur unterschreiben. LG

Antwort
von Kingfrosch, 27

Sind die 50% nicht einfach nur eine Zahl für die Wahrscheinlichkeit? Es gibt zwei Zustände. Kein halbtot, sondern wahrscheinlich beides. 50% halt!

nur so meine Gedanken

Kommentar von ThomasJNewton ,

Deine Gedanken sind in diesem Fall nicht mal offensichtlich falsch.

Zu tiefergehenden Betrachtungen fehlt mir momentan die Lust und dauerhaft auch das Wissen.

Wenn du dich mit Quanten beschäftigst, wirst du mit (d)einem "gesunden Menschenverstand" eine Bruchlandung erleben.

Schrödinger wolllte mit seinem Beispiel eher den "ungesunden Menschenverstand" anschaulich machen, ist ihm aber in knapp 100 Jahren noch nicht vollständig gelungen.

Antwort
von Bibliothikar, 56

Die Theorie besagt das man erst etwas weiß wenn man es überprüft hat.

Kommentar von NoHumanBeing ,

Nein, die Theorie besagt sogar, dass das Teilchen sich erst in dem Moment "entscheidet", wenn ich es überprüfe.

Wenn ich ein Elektron nicht "frage, wo es ist", ist es "nichtlokal". Es ist gewissermaßen überall und nirgendwo, zu verschiedenen Anteilen, die durch die Wellenfunktion (genauer: ihr Betragsquadrat) angegeben werden. Erst wenn ich seinen Ort messe, wird der Ort diskret und das Teilchen "entscheidet sich" gewissermaßen, wo es ist. Wenn ich mit der Messung aufhöre, wird es wieder nichtlokal.

Ich weiß also nicht nur nicht, wo es ist, bevor ich es messe, sondern es ist erst tatsächlich dann an einem Ort, wenn ich diesen messe. Solange ich nicht messe, hat das Teilchen keinen Ort. Es ist nicht nur, dass ich ihn nicht weiß. Es gibt ihn nicht.

Das lässt sich auch beweisen. So können Teilchen (z. B. Elektronen), solange sie nicht gemessen werden, "mit sich selbst wechselwirken" (so genannte "Selbstinterferenz"), da sie sich ja "zur gleichen Zeit an vielen Orten" befinden. Dabei ist wichtig, dass es sich hierbei nicht etwa um mehrere gleichartige Teilchen, sondern tatsächlich um ein und dasselbe Teilchen handelt.

Kommentar von ThomasJNewton ,

Du nimmst dich zu wichtig:

wenn ich es überprüfe

Natürlich nur in diesem Beispiel.

Eine Katze merkt wie ein Mensch, wenn sie stirbt.

Was ist denn, wenn ein Assistent die Kiste aufmacht, der zu blöd ist, zu erkennen, ob die Katze tot ist?
Kommt dann demnächst das Beispiel von "Schrödingers Assistenten"?

Kommentar von Kingfrosch ,


"Die Theorie besagt das man erst etwas weiß wenn man es überprüft hat."

"Nein, die Theorie besagt sogar, dass das Teilchen sich erst in dem Moment "entscheidet", wenn ich es überprüfe."


Beides ist richtig. Weil sich beide Aussagen garnicht widersprechen.


"Eine Katze merkt wie ein Mensch, wenn sie stirbt." Vorsicht mit der
Aussage, sie könnte zu weit gehen, wenn man hier die Katze mit einem Teilchen gleich setzt. Ohne die Messung merkt nur eine echte Katze das sie gleich tot ist. - Gleichnisse und bildliche Vegleiche haben immer auch Grenzen und haben keinen Anspruch auf umfänglichkeit. Es ist nur eine unscharfe Vereinfachung.


PS: Hier ist das Beispiel:
Wenn "Schrödingers Assistenten" zu blöd ist, hilft nachdenken natürlich auch nicht mehr viel. ;-) (Die Katze ist weg, ob tot oder lebendig behaupte ich mal. Definitiv ist sie aber entweder Tot oder Lebendig gewesen, hätte der Assistent gemessen.)






Kommentar von ThomasJNewton ,

Schrödingers Katze steht nicht für eine Theorie, sondern karikiert eine Interpretation der Quantentheorie.

Die "Kopenhagener Interpretation", ist heute nicht mehr so verbreitet.

Sie scheitert eben an der Definition von "Messung" und "Beobachtung".
Kann denn eine Katze nicht beobachten?
Oder ist die Interpretation der Messung oder Beobachtung entscheidend, also der menschliche Geist.

Solche Fragen lassen sich nie beantworten, und daher ist der Ansatz schon falsch.
Inzwischen gibt es bessere Ansätze.

Kommentar von Raskolnikow21 ,

Messen tut in den Fall der Apparat, welcher das Gift freisetzt, wenn das Atom zerfallen ist. Ob dann noch Mensch oder Katze "hinschauen" ist egal ;)

Kommentar von Selly1980 ,

Ok... also wenn ich es richtig verstehe, geht es nicht wirklich um die Katze. Daher geht bei mir jeder Versuch für mich schief, es zu kapieren. Kann ich das mit der Vorstellung der Unendlichkeit vergleichen?  

Wir können uns diese nicht vorstellen, geraten an gedankliche Grenzen (weil uns die Dimebsionsvorstellung dazu fehlt?) Und so ist es auch bei der Quantenphysik? 

Oh man, wahrscheinlich schreibe ich absoluten Käse aber bitte berücksichtigen, hier schreibt ein absoluter Durchschnittsmensch der falsche Lektüre in der Hand hielt und versucht zu verstehen 😀

Kommentar von TomRichter ,

> geht es nicht wirklich um die Katze.

Korrekt.

> Kann ich das mit der Vorstellung der Unendlichkeit vergleichen? 

Insofern schon, als dass beides unserer Anschauung widerspricht.

Dass etwas (Zeit, Raum, menschliche Dummheit) unendlich sei, ist für mich noch anschaulich vorstellbar. Nicht aber, dass ein Teilchen gleichzeitig da und nicht da ist.

Expertenantwort
von Franz1957, Community-Experte für Physik, 34
Antwort
von grtgrt, 11

Bitte lies https://ggreiter.wordpress.com/2015/03/25/schrodingers-katze-warum-das-gleichnis... .

Kommentar von Selly1980 ,

Allerdings konnte ich das auch nur zu 80% verstehen. Falls ich da mal nicht übertreibe. Aber das ist nicht ihre Schuld. Es ist für mich nur total Fachfremd.

Kommentar von grtgrt ,

MERKE: 

Ein Quant im Überlagerungszustand vorliegen zu haben, bedeutet einfach nur, dass man nicht wissen kann, wie es eine denkbare Messfrage beantworten wird. Im besten Fall kennt man die Wahrscheinlichkeiten, mit der sich jeweils eine der beiden prinzipiell möglichen Antworten auf M ergeben wird. Die Summe dieser beiden Wahrscheinlichkeiten ist stets 1 (es gibt zu jeder konkreten Messabfrage stets nur zwei denkbare Antworten).

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