Leibniz und die Quantenphysik. Vier Prinzipien der klassischen Physik

Transkript

1 Leibniz und die Quantenphysik Vier Prinzipien der klassischen Physik

2 Gliederung Lokalisiertheit Separabilität Nahewirkung Individualität Zusammenhang der vier Prinzipien Verbindung zu Leibniz

3 Die vier Prinzipien der klassischen Physik Lokalisiertheit Separabilität Nahewirkung Individualität

4 Lokalisiertheit Fundamentale physikalische Systeme sind an Punkten oder punktförmigen Gebieten der Raumzeit lokalisiert Lokalisierbar lokalisiert Lokalisiertheit ist eine ständige Eigenschaft keine induzierbare Anwendung: Allgemeine Relativitätstheorie Quantenphysik: Quantensysteme können nicht an Punkte oder beliebig kleinen Ort lokalisiert werden Bsp.: Heisenbergsche Unschärferelation

5 Separabilität Unabhängige Existenz von physikalischen Systemen Jedes System hat für sich genommen einen Zustand, der die vollständige Information über die zeitabhängigen Eigenschaften dieses Systems enthält Voraussetzung: Existenz Vielzahl physikalischer Systeme Unabhängigkeit: System hat ihre grundlegenden, charakteristischen Eigenschaften, unabhängig von der Existenz anderer Systeme. Beziehungen: zwischen Systemen durch ihre intrinsische Eigenschaften festgelegt (Ausnahme: raumzeitliche Relationen)

6 Separabilität Zeitabhängige/ zustandsabhängige Eigenschaften: Wert ändert sich während der Existenz des Systems Ruhemasse: Masse von fundamentalen physikalischen Systeme, die sich nicht ändert. Anwendung: Klassische Mechanik, Feldtheorie des Elektromagnetismus, klassische Feldtheorie, spezielle/ allgemeine Relativitätstheorie Quantenphysik: Quantensysteme nicht in einzelne separable Systeme unterteilbar, sondern durch Korrelationen der Zustandsverschränkungen mit einander verbunden. Bsp.: Heisenbergsche Unschärferelation

7 Nahewirkung Veränderungen in Systemen, die je für sich genommen einen Zustand im angegeben Sinne haben Nur anwendbar wenn Separabilität gilt. Kausale Wirkungen breiten sich von einem Punkt zum Nächsten, mit begrenzter Geschwindigkeit aus Anwendung: Physikalische Feldtheorie Quantenphysik: Gilt nicht, weil Separabilität als Voraussetzung braucht. Instantane Natur von Korrelationen.

8 Individualität Eigenschaften/ Werte von Eigenschaften, die ein System von allen anderen unterscheidet Ergibt sich aus anderen Prinzipien Anwendung: In Anwendungen der anderen Prinzipien. Quantenphysik: Quantensysteme sind keine Individuen, da sie zueinander in Korrelation stehen. Bsp.: Elektronen, Protonen, Neutronen.

9 Zusammenhang der vier Prinzipien Alle vier bauen aufeinander auf: Physikalische System im Raum und Zeit Lokalisiertheit Zustand Separabilität Anwendbarkeit Prinzip der Nahewirkung setzt Prinzip der Separabilität voraus (notwendige Bedingung)

10 Ausschnitt aus dem Aufsatz: QuantenMechanik und Wirklichkeit von Albert Einstein, 1948 Charakteristisch für diese physikalischen Dinge ist ferner ein raumzeitliches Kontinuum eingeordnet gedacht sind. Wesentlich für diese Einordnung der in der Physik eingeführten Dinge erscheint ferner, dass zu einer bestimmten Zeit diese Dinge eine voneinander unabhängige Existenz beanspruchen, soweit diese Dinge in verschiedenen Teilen des Raums liegen. Ohne die Annahme einer solchen Unabhängigkeit der Existenz (des Soeins ) der räumlichen distanten Dinge voneinander, die zunächst dem Alltagdenken entstammt, wäre physikalisches Denken in dem uns geläufigen Sinne nicht möglich. Man sieht ohne solche saubere Sonderung auch nicht, wie physikalische Gesetze formuliert und geprüft werden könnten. Die Feldtheorie hat dieses Prinzip zum Extrem durchgeführt, indem sie die ihr zugrunde gelegten, voneinander unabhängig existierenden elementaren Dinge sowie die für sie postulierten Elementargesetze in den unendlichkleinen Raumelementen (vierdimensional) lokalisiert. Für die relative Unabhängigkeit räumlich distanter Dinge (A und B) ist die Idee charakteristisch: äußere Beeinflussung von A hat keinen unmittelbaren Einfluss auf B; dies ist als Prinzip der Nahewirkung bekannt, das nur in der Feldtheorie konsequent angewendet ist. Völlige Aufhebung dieses Grundsatzes würde die Idee von der Existenz (quasi) abgeschlossener Systeme und damit die Aufstellung empirisch prüfbarer Gesetze in dem uns geläufigen Sinne unmöglich machen {[51], S )}

11 Unterschied zwischen Klassische und Quantenphysik Lokalisiertheit Separabilität Nahewirkung Indibidualität Können nicht lokalisiert werden Eigenschaften sind verschränkt Ohne Separabilität keine Nahewirkung Keine Individuen, da in Korrelation zueinander stehen

12 Verbindung zu Leibniz Ziel von Leibniz war die Synthese von Theologie, Metaphysik und Wissenschaft indem er dem Individuum eine zentrale Stelle gibt. àverbindung zu Individualität Leibniz fasst Raum und Zeit als rational und nicht absolut auf àseparabilität

13 Bild durch Klicken auf Symbol hinzufügen Danke für die Aufmerksamkeit Quellen: M. Esfeld, Einführung in die Naturphilosophie. Darmstadt. 2. Auflage S.4751 Spektrum der Wissenschaft, Ausgabe Leibniz und die Philosophie Die vernünftig geordnete Welt, Hans Poser Lokalität und Separabilität, Referat von Hermut Warnatz, Koo van der Wal, Die Wirklichkeit aus neuer Sicht: Für eine andere Naturphilosophie, SpringerVerlag,