Teleportation – Bells Theorem – EPR-Phänomen

 

Über die irreale Wirklichkeit der Quantenwelt

 

von Univ. Lektor Prof. Mag. Dr. Walter Weiss, Philosoph in Wien–Klosterneuburg

 

Wir kommen nicht um die Schlußfolgerung herum,

daß wir nur über bestimmte experimentelle Ergebnisse sprechen können,

die auf Messungen beruhen.

 

Anton Zeilinger

Teil I: Die Quantenwelt

 

Was sind Quanten?

 

Bei unserer Polarisierungsmessung löst ein Klicken des Detektors in unserem Geist die Konstruktion eines Bildes aus, in dem das Photon tatsächlich zum Zeitpunkt der Messung eine bestimmte Polarisation  h a t t e. Doch wir dürfen nicht vergessen, daß dies nur eine erfundene Geschichte ist: Sie gilt nur, solange wir über dieses spezielle Experiment sprechen, und wir müssen uns hüten, sie in anderen Situationen zu verwenden, schrieb Anton Zeilinger in der Ausgabe des „Spektrums der Wissenschaft“ von Juni 2000. Auch das Motto unserer Arbeit entstammt demselben Artikel mit dem Titel „Quanten-Teleportation“. Im Untertitel war noch zu lesen: „Beamen – die blitzschnelle Fernübertragung von Objekten in Form purer Information – ist kein Science-Fiction-Traum mehr. Zumindest an einzelnen Lichtquanten ist das Kunststück jetzt demonstriert worden; dabei kommen exotische Quanteneffekte ins Spiel.“ Soweit das „Spektrum der Wissenschaft“. In seinem Vortrag vom 23. Jänner 2006 im Wiener Rathaus („Wiener Vorlesungen“) verkündete Zeilinger allerdings offenherzig: „Teleportation wird es nie geben.“

 

Was gilt also jetzt? Was ist „Teleportation“? Was machen Zeilinger und sein Team[1] wirklich? Wie mißverständlich wird „das Genie“[2] Zeilinger interpretiert? Was können verschränkte Quanten wirklich? Was sind Quanten – und verschränkte obendrein – überhaupt: naturphilosophisch?

 

Ein Quant ist die kleinste, unteilbare[3] Menge einer physikalischen Größe, z. B. der elektrischen Ladung (Elektron)[4] oder der Wirkung (z. B. das Plancksche Wirkungsquant[5]). Aber auch die Aufnahme und Abgabe der elektromagnetischen Strahlungsenergie erfolgt in Form von Portionen (Energiemengen): Diese (Licht-)Quanten heißen Photonen und gelten als Feldquanten der elektromagnetischen Wechselwirkung. Auch die (subatomare) starke und die schwache Wechselwirkung und – zumindest nach dem Standardmodell – die Gravitation[6] erfolgt gequantelt: Die Quanten der starken Wechselwirkung heißen Gluonen, die der schwachen intermediäre Bosonen (W⁺, W^- und Z^o); der Gravitation werden die hypothetischen Gravitonen zugeschrieben.

 

Zeilinger arbeitet mit reellen Photonen, während die Quanten der elektromagnetischen Wechselwirkung als virtuelle Photonen gelten und äußerst kurzlebig sind, da ihre Energie nur aus „Fluktuationen des Vakuums“ kommt. Photonen „gibt“ es allerdings erst seit Albert Einstein (1879–1955), der sie schlichtweg er-funden (und nicht etwa ge-funden!) hat: in seinem Aufsatz über die Erweiterung des Quantensatzes von Max Planck (1858–1947), wofür Einstein später (1921) den Nobelpreis erhalten sollte. Einstein hat für seine Photonen als Teilchencharakteristikum den Impuls[7] genommen. Warum? Weil der lichtelektrische Effekt[8], der sogenannte Photoeffekt, mit der damals gängigen Wellenvorstellung des Lichtes nicht zu erklären war. Mit dem Teilchenbild ließ es sich hingegen – wie Einstein zeigte – besser beschreiben, wie von sehr, sehr schwachen Lichtquellen auf einem Film nur einzelne „Punkte" belichtet werden, oder wie sie bei Stößen mit ihrem Impuls Elektronen aus einer Metallplatte schleudern.

 

 

Welle und Teilchen

 

Damit war die Duplizitätstheorie des Lichtes geboren: Licht verhält sich manchmal wie ein Teilchenstrom (aus Photonen), manchmal wie eine Welle (Kugelwelle) – oder besser formuliert: Einmal kann man das Licht besser „erklären“, indem man ihm einen Teilchenstrom unterstellt, das andermal wird sein Verhalten eher „verständlich“, wenn man mit der Vorstellung einer sich mit Lichtgeschwindigkeit (c) ausbreitenden Kugelwelle operiert. Die letzte Vorstellung stammt von Christian Huygens (1629–1695), der für Wellen als charakteristisch angesehen hat, daß es Elementarwellen gibt, die von jedem Punkt des Wellenfeldes ausgehen. Damit lassen sich alle üblichen Wellenphänomene erklären. Mit dem Wellenbild läßt sich z. B. richtig beschreiben, wie bei sehr, sehr schwachen Lichtquellen, die auf einem Film nur einzelne Punkte belichten, sich diese Punkte allmählich zu einem Interferenzmuster verdichten.

 

Das muß aber noch lange nicht heißen, daß die Vorstellungen von Welle und Teilchen in diesem Zusammenhang richtig sind, denn: Mit den Begriffen Welle und Teilchen verbinden wir üblicherweise (materielle) Dinge, die uns aus dem Alltag vertraut sind (aus dem sogenannten Mesokosmos, also unserer Um- und Mitwelt). Aber – wie sich seit dem Beginn des vorigen Jahrhunderts gezeigt hat – diese Begriffe lassen sich nicht ohne Probleme auf den Mikrokosmos, also die Welt der Quanten übertragen.

 

Warum? Unsere Dinge (also unsere materielle Erfahrungswelt) sind ja laut dem heute als gültig angesehenen (!) Standardmodell[9] der Physik aus Quanten und/oder Wellen aufgebaut – also können die Quanten und Wellen selber keine Dinge in unserem Sinn sein – denn woraus wären diese denn dann „aufgebaut“ oder „zusammengesetzt“? Außerdem gelten Quanten als elementar, also als unteilbar, punktförmig – und „bestehen“ ...

 

Woraus bestehen Quanten eigentlich? Eine Frage, die der „unendliche Regreß“[10] der Philosophie eigentlich verbietet. Etwas Unteilbares (ursprünglich das „atomos“[11] der Griechen, ein Begriff, der später fälschlicherweise für etwas viel Größeres, nämlich durchaus noch Teilbares, unser Atom nämlich, verwendet worden war) „besteht“ eben aus nichts (Weiterem, Kleinerem) mehr: Es ist eben nicht mehr zusammengesetzt – woraus sollte es auch, wenn es unteilbar ist?  Daher sind Quanten etwas sehr Heikles, jedenfalls Unvorstellbares – und ob sie als vereinzelte[12] überhaupt existieren, ist eine Frage, die man an Physiker besser nicht stellt, auch wenn sie mit ihnen arbeiten und so tun, als ob es sie gäbe (siehe auch die beiden Eingangsstatements). 

 

Und Wellen sind unserer Vorstellung nach (wonach auch sonst?) immer an Materielles gebunden, das heißt, Materielles schwingt oder wellt: sei es eine Violinsaite oder der Ozean. Was aber schwingt bei einer Lichtwelle? „Nichts“ wäre die falsche Antwort – und „etwas“ (Dingliches) ebenfalls. Was kennen wir aber zwischen „nichts“ und „etwas“? Eben ...

 

 

Die Quantenwelt

 

Quanten sind eine eigene Welt – die Quantenwelt. Noch niemand hat jemals ein Quant gesehen[13] – und was immer in einem Quantendetektor klickt, löst in uns (siehe das Eingangszitat) bestenfalls ein Bild aus; und Bilder sind immer Abbilder von etwas und niemals das Abgebildete selbst. Abgebildet wird in der Regel von Dinglichem; und gibt es nichts Dingliches, von dem abgebildet werden könnte (z. B. Liebe, Hoffnung, Gott – und eben Quanten ...) wird flugs ein Bild zusammenphantasiert. So ist auch die leicht ironisierende „Beschreibung“ von Werner Heisenberg (1901–1976) zu verstehen, der gesagt haben soll: Ein Elektron ist ein kleines gelbes Kügelchen.

 

Außerdem zeigt sich, daß unser kausales Denken, also das Zurückführen einer Wirkung auf eine Ursache, im Mesokosmos durchaus aufgehen kann (aber nicht immer muß). Im Mikrokosmos funktioniert das aber nie! Dort gibt es keine Kausalität, oder besser: Wir kommen mit unserem kausalen Denken in dieser Welt nicht weiter, sondern verheddern uns in unauflösbaren Widersprüchen.

 

Dennoch: Da man mit beiden Modellen (also Welle oder Teilchen) zusammen alle bekannten (!) Phänomene erklären[14] kann, gab man sich damit zufrieden. Ja mehr noch: Das Denken in „entweder Teilchen oder Welle“ wurde auf alle elementaren Kräfte (heute: Wechselwirkungen) übertragen, was soweit ging, daß man heute weltweit in sündteuren Detektoren nach den hypothetischen Gravitonen (den Quanten der Schwerkraft) und den ebenso hypothetischen Gravitationswellen forscht. Vergeblich bislang. Der (Miß-)Erfolg davon: Kein Physiker weiß, was Gravitation wirklich ist.

Das Problem des „Welle-Teilchen-Dualismus" ist ungelöst und kann auch nie gelöst werden, weil wir mit diesen Begriffen – die plumpe Vorstellungen, also Abbildungen sind – immer an real Teilbarem und real Schwingendem klammern. Zweifellos ist Licht aber mehr (besser: etwas ganz anderes[15]) als Welle oder Teilchen – aber in der bisherigen (eingeengten und auch einengenden) Sicht der Physik(er) hat es eben (nur) von diesen beiden etwas an sich.

 

Wir wollen hier ansetzen und einen ganz neuen Anlauf nehmen, der über den allgemeinen Dualismus in der Naturwissenschaft, der sich am bedenklichsten in der Duplizitätstheorie des Lichtes zeigt, hinausführt. Vielleicht läßt sich der Gegensatz Welle-Teilchen synthetisieren (aufheben)?

 

 

Verschränkte Quanten

 

Worum geht es dabei?  Schickt man z. B. einen Laserstrahl durch einen optisch nicht linearen Kristall (Beta-Bariumborat oder Calcit), können fallweise verschränkte Photonen entstehen. Dabei werden aus einem Ultraviolettphoton zwei niedrigerenergetische Photonen, von denen eines vertikal und das andere horizontal polarisiert ist. Von einem Photonenpaar[16], das seinen Weg entlang der beiden Linien nimmt, an denen sich die beiden Lichtstrahlen – die kegelförmig auseinanderstreben – überlappen, hat keines der beiden Photonen eine eindeutig definierte Polarisation[17] – man spricht von Superposition: Die beiden Photonen dieses Paares haben die Möglichkeit sowohl zur horizontalen als auch zur vertikalen Polarisation: Ihre relative  Polarisation ist damit stets komplementär, und das nennt man „verschränkt“. Wird ein solches Paar lokal  getrennt, behält es seine Superposition bei – egal, wie weit die einzelnen Photonen nun voneinander getrennt sind. Erfolgt jetzt eine Messung an einem der beiden Photonen, stellt sich erst im Augenblick der Messung (!) heraus, in welcher Richtung es polarisiert ist – die Superposition (die Überlagerung aller Wahrscheinlichkeiten) „bricht zusammen“, das heißt, die Wahrscheinlichkeit für die unrealisierte Möglichkeit sinkt auf Null: Das Meßergebnis realisiert eine der beiden Möglichkeiten, nämlich horizontale oder vertikale Polarisation.

 

Das ist in zweierlei Hinsicht bemerkenswert: In der klassischen (= mechanistisch argumentierenden) Physik bzw. bei Experimenten im Mesokosmos (= unserer Realität) stört bzw. beeinflußt eine Messung das System nicht wesentlich (!) bzw. stellt die Messung den Zustand dieses Systems nicht erst her. Übersetzt: Messe ich die Temperatur von Badewasser, so wird durch das Eintauchen des kalten Thermometers das Badewasser um einen (vernachlässigbaren) Betrag kälter, aber die Wärme des Badewassers wird durch das Eintauchen des Thermometers nicht erst hergestellt! In der Welt der Quanten hingegen kollabiert das bislang unbestimmte System des verschränkten Paares (Superposition) in bezug auf seine Polarisation in dem Moment, wo der Experimentator seine Messung vornimmt. Und: Er weiß im vorhinein nicht, was bei seiner Messung herauskommt – horizontale Polarisation oder vertikale. Hat er sein Meßergebnis aber einmal schwarz auf weiß vor sich, weiß er, daß auch das andere Photon – wo immer es sich befindet – die andere Polarisation haben muß.

 

Einstein hat hier von spukhafter Fernwirkung gesprochen, da das distante Photon augenblicklich (instantan) den vom am vermessenen Photon festgestellten und dadurch erst hergestellten (!)[18] Zustand einnimmt. Das entspräche – klassisch oder mesokosmisch gedacht – einer Übertragung der Information[19] mit Überlichtgeschwindigkeit, die aber durch die Spezielle Relativitätstheorie Einsteins[20] (1905 veröffentlicht) verboten und auch unmöglich ist.

 

Das erste Mal ist dieser Umstand (vorerst allerdings nur als Gedankenexperiment, und nicht mit Polarisation, sondern mit Spinwerten) von Albert Einstein, Boris Podolski und Nathan Rosen (EPR-Paradox) im Jahre 1935 diskutiert worden – seither ist es experimentell unzählige Male durchgeführt und bestätigt worden. Anton Zeilinger hat seinerzeit in Innsbruck mit seinen Experimenten darüber zu forschen begonnen und diese zu den – fälschlicherweise – als Teleportationsexperimente bezeichneten Untersuchungen erweitert.

 

Was ist nun das so Unverständliche am EPR-Phänomen? Wieso „weiß“ das andere Photon, was mit dem ersten aufgrund der ihm zugefügten Messung passiert ist? 

 

Man hat darüber viel nachgedacht – und ist zu unterschiedlichen Ergebnissen gekommen; sie alle sind unbefriedigend, wenn nicht sogar falsch und haben zu Spekulationen Anlaß gegeben, die mehr als absurd waren. Dazu gehört vor allem die Tachyonen-Theorie, die auf die S-Matrix-Theorie von David Bohm (1917–1992) – falsch – aufbaut. Wir werden später auf sie eingehen, aber zuerst die prinzipiellen Denkfehler aufzeigen.  

 

Der Denk- und Schlußfehler liegt vor allem darin begründet, daß zwar richtigerweise zwischen den beiden Welten – also unserer lokalen und realen, und der nichtlokalen und nichtrealen der Quanten – unterschieden wird, unser lokal-reales Denken aber auf die Quantenwelt angewendet wird.

 

 

Lokal Reales und nicht-lokal Irreales

 

Lokalität: Wir verstehen darunter einen genau feststellbaren Ort im Raum. Dieser ist eindeutig lokalisierbar, auf der Erdoberfläche z. B. durch das Gradnetz, wobei seine Höhe auf den Meeresspiegel bezogen wird. Ein Ereignis, das an diesem Ort stattfindet, bedarf noch der zeitlichen Angabe, um es exakt in den Fluß der Veränderung einzubetten. Wir sprechen daher von unserer Welt als dem Raum-Zeit-Kontinuum, in dem sich reale Dinge befinden – und sich verändern bzw. sich bewegen. Um sich zu verändern bzw. zu bewegen (unter Bewegung wird der Spezialfall der Ortsveränderung verstanden), ist Energiezufuhr nötig – und um von einem Ort zum anderen zu gelangen: Dauer.

 

Zeit: Seit Einstein wissen wir, daß es Gleichzeitigkeit in unserer realen (!) Welt nur in Sonderfällen gibt (z. B. wenn wenn zwei relativ zum Ereignis ruhende Beobachter gleich weit von diesem entfernt sind; aber auch in komplizierteren Situationen) und daß die Zeit im Universum nicht absolut, sondern relativ ist – und abhängig von Masse und Geschwindigkeit. Höhere Geschwindigkeit (Beschleunigung) erfordert Energiezufuhr, erhöht die Masse – und verlangsamt die Veränderung in diesem beschleunigten System.[21] Um von Verlangsamung aber sprechen zu können, bedarf es des Vergleiches mindestens dreier (vierer) Systeme: zweier, die sich zu- bzw. voneinander bewegen, und eines dritten, dem Hintergrund, gegenüber dem diese Bewegung konstatiert werden kann: vom Bewußtsein (als viertes, wenn auch nicht physikalisches System).

 

Ohne Bewußtsein keine Zeit, ja nicht einmal Bewegung – aber durchaus Veränderung.[22] Wie diese Veränderung „aussieht“, wenn niemand hinsieht, weiß niemand. Sie ist auch nicht beschreibbar, weil beschreiben immer Hinsehen voraussetzt.[23] Wir ziehen daher den Ausdruck Raum-Veränderungs-Kontinuum dem eingeführten Begriff des „Raum-Zeit-Kontinuums“ vor, weil die klassische Physik (nicht aber die Quantenphysik) vom Bewußtsein abgesehen hat: Dieses kommt in der mechanistischen Physik nicht vor – wohl aber in der Quantenphysik.

 

Dinge: Nur Dinge, also Ausgedehntes, Materielles haben eindeutig zuordenbaren Orte – und (unter Hinzuziehung von Bewußtsein) einen Zeitpunkt, zu dem sie sich an diesem Ort befinden.

 

Raum: Er ist seit Einstein kein Fassungsraum mehr – das war er allerdings bis Einstein und im Newton´schen Weltbild, das ja auch die Zeit als absolut und stetig verfließend erklärt hatte. Heute ist der Raum als Beziehungsraum verstanden, als Möglichkeit für Dinge – und deren Auseinander.

 

(1) Wo Dinge, dort Raum – und wo Raum, dort Dinge.

 

Man kann die Dinge nicht aus dem Raum nehmen, wie Milch aus der Flasche gießen. Raum und Dinge bedingen einander bzw. alles, was der Raum ist, sind die Dinge nicht – und was Dinge sind, ist der Raum nicht. Raum bedarf des Ausgedehnten![24]

 

Damit haben wir – stark verkürzt und in vielen anderen Arbeiten von mir[25] bzw. von uns[26] akribisch expliziert und dargelegt – das Rüstzeug, die klassischen Denkfehler der letzten hundert Jahre in bezug auf die Nicht-Lokalität und Nicht-Realität der Quantenwelt aufzuzeigen.

 

 

Ausdehnung und Abstand

 

Quanten sind per definitionem nichts Ausgedehntes, weil sie ja nichts Zusammengesetztes sind. Die Materiequanten (Quarks und Leptonen) ermöglichen (!) ja erst über die Feldquanten (Wechselwirkungsquanten) die Bildung von Körpern (= Dingen) und spannen erst über das auf diese Weise zustande gekommene Materielle den aktualen Raum auf. Sie realisieren also aufgrund ihres Aufbaus zum Materiellen aus der Möglichkeit der Quantenwelt einerseits den Raum (ihr Auseinander) und andererseits die Existenz der vielen materiell Vereinzelten (ihre Identität[27] und Unterschiedenheit). In diesem Sinn tritt also tatsächlich aus der Möglichkeit (des potentiellen Raumes) die Realität der existierenden Dinge (= Materie) heraus (vom lat.: ex-sistere =  heraustreten)!

 

Etwas Nicht-Ausgedehntes nimmt aber weder Raum ein – noch bedarf es des Raumes. Es ist null-dimensional – die Physiker sprechen hier gerne von punktförmig. Und ein Punkt ist nichts Reales – es ist der Inbegriff der Abstraktion von Realisiertem: Alles „punktförmig“ Realisierte ist immer schon Materie: Kreidestaub, Graphit, ein Pixel auf dem Bildschirm. Ein Punkt ist nichts Ausgedehntes – es ist die Maximalabstraktion davon ... (Die Vorstellung eines Kreises mit Radius = 0 ist bereits wieder ein Bild und insinuierte den Punkt als „unendlich kleinen Kreis“. Ein Punkt ist aber nicht kreisförmig – er hat überhaupt keine Form!)

 

Etwas Nicht-Ausgedehntes hat aber auch keinen Abstand zu etwas anderem. Denn „Abstand“ bedeutet immer „Zwischenraum“, der zwei Ausgedehnte trennt: Man kann – hypothetisch oder durchaus praktisch auch; jeder Tischler und Schneider tut es – einen Maßstab dazwischenlegen und diesen Abstand messen. Dieser Maßstab (nochmals sei der Tischler bemüht) ist durchaus real: das Maßband oder die Meßlatte ...

 

Nicht so bei den Quanten. Quanten haben voneinander keinen Abstand – sie sind weder „aus etwas herausgetreten“ (dann wären sie ja real!), noch „bestehen“ sie aus etwas! Woraus auch? Bestünden sie aus etwas, wären sie teilbar – und erfüllten sie Raum („Körperraum“, wie es die Philosophen nennen).

 

Quanten sind aber auch nicht nichts – obwohl sie nichts Ausgedehntes sind! Sie haben „Zustände“ – und die kann man sogar messen: (Ruh-) Masse (allerdings als Energieäquivalent!)[28], Ladung, Spin, Polarisation, Impuls ... Wie „etwas“, das nicht ausgedehnt ist und keinen Raum braucht, etwas „haben“ kann (was von uns immer mit Ausdehnung und ergo Raum gleichgesetzt, also dinglich vorgestellt wird!), macht Kopfweh – und ist eben nicht vorstellbar. Daher hat der Wiener Physiker Erwin Schrödinger (1887–1961), Schöpfer der Wellenmechanik (1926), auch seine Wellengleichungen aufgestellt, nach denen Quanten keine Partikel sondern Funktionen von Wahrscheinlichkeitswellen seien. Außerdem „haben“ die Quanten ihre „Zustände“ nicht per se, sondern diese zeigen sich erst in den jeweiligen Meßgeräten, wenn sie durch sie realisiert werden. (Auch Badewasser „hat“ ja keine Temperatur; diese messen wir erst; aber das Wasser – als Materielles – hat immerhin Wärme,  und diese kann auf Quanten zurückgeführt werden ...)

 

(2) Quanten können auf nichts mehr zurückgeführt werden: Sie sind elementar!

 

Einstein hat die Photonen ja auch nicht ge- sondern er-funden. Alle Quanten, egal ob Quarks, Elektronen, Baryonen, Mesonen, Hadronen (Materiequanten) oder Gluonen, Photonen, intermediäre Bosonen und das (unserer Meinung nach nicht hierher gehörende) Graviton[29] sind Er-Findungen – und nichts Ge-Fundenes. Denn „finden“ im Sinne von im Raum Lokalisierbarem kann man nur etwas Ausgedehntes, Dingliches. Quanten sind aber reine Konstrukte – Er-Findungen des menschlichen Geistes (besser: unseres Bewußtseins), mit denen wir Meßergebnisse (!) „dingfest“ machen – im wahren Sinne des Begriffes: Wir erfinden Dinge (die keine sein dürfen!), denen wir unsere Meßergebnisse aber zuordnen (aufprägen). Siehe auch das Motto zu dieser Arbeit:  Wir kommen nicht um die Schlußfolgerung herum, daß wir nur über bestimmte experimentelle Ergebnisse sprechen können, die auf Messungen beruhen.

 

Es ist genau diese unsere Vorstellungssucht, die zu unweigerlichen Fehlschlüssen führt. Wenn ein Quant aber keine Ausdehnung hat (es ist ja „punktförmig“), ergo keinen Körperraum „ausfüllt“ und demzufolge überhaupt keinen Raum benötigt – dann bleibt nur eine Schlußfolgerung übrig:

 

(3) Quanten haben „voneinander“ keinen Abstand; sie benötigen keinen Raum.

 

Sie sind weder vereinzelt, ergo auch nicht viele, schon gar nicht abzählbar – und reagieren daher auch nicht miteinander. Daß wir ihnen solche „Reaktionen“ und „Eigenschaften“ zumuten, hängt davon ab, daß wir ihnen Vereinzelung zusprechen und diese in sie hineinsehen! Nur wir sind es, die von einem „Quantenpaar“ sprechen, das noch dazu „verschränkt“ ist.  

 

(4) Quanten sind nichts Reales – sie sind nur Bilder möglicher Zustände.

 

Und selbst diese Zustände werden von uns erst in unseren Meßapparaturen realisiert!

 

(5) Quanten sind reine Möglichkeit (= Potentialität).[30]

 

Es sind ja wir, die den aufgespalteten Lichtstrahl aufgrund seines Gangs durch einen Kristall als unterschiedene Quantenströme interpretieren – oder eben als dupliziertes Lichtwellen„paket“. Die beiden Lichtstrahlen „bestehen“ aber weder aus Quanten, noch sind sie eine gebündelte Transversalwelle ... Wir interpretieren das Licht nur als aus Partikel bestehend oder sich als Welle ausbreitend. Das Quantenpaar, das wir aufgrund der Polarisation der beiden Lichtstrahlen er-finden, ist ja gar nicht polarisiert!  Wie sollte ein nicht ausgedehntes einzelnes Teilchen „polarisiert“ sein, wo doch Polarisation nur eine Eigenschaft einer Schwingung, also einer Welle sein kann! Und das Bild eines schwingenden Quants ist ja doch etwas simpel – es würde auch den Doppelspaltversuch[31] nicht erklären!

 

 

Superposition

 

Das Kunstwort „Superposition“ beweist es:  Es drückt etwas aus, was realiter gar nicht sein kann: Beide Teilchen des verschränkten Photonenpaares haben die Möglichkeit, sowohl vertikal als auch horizontal (oder in eine x-beliebige Richtung) polarisiert zu werden – aber nicht zu sein. In unserer lokalen und realen Welt, in der alles schon geworden ist (!) gilt nur: hopp oder drop!

 

(6) Im Meso- und Makrokosmos existiert nur bereits Entschiedenes.

 

Die nennen wir Realisierungen. Wendeten wir dieses ausschließende Denken (3. logisches Axiom: Tertium non datur!), das nur auf Realisierungen beruht, auf die reine Möglichkeitswelt der Quanten an – wo es aufgrund der Möglichkeit gerade diese Ausschließlichkeit nicht (!) gibt –, verhedderten wir uns hoffnungslos in Widersprüchen: die es in der Quantenwelt natürlich auch nicht gibt. In ihr gilt ja auch nicht die zweiwertige Logik, die seit Aristoteles (384–322 v. Chr.) als Organon (= Werkzeug) der menschlichen Vernunft, die auf Kausalität basiert, bezeichnet wird. Mit dem (in unserer realen Welt) leeren Begriff der „Supersposition“ vermögen wir allerdings diesem Widerspruch (der nur im Mesokosmos einer ist!) zu entrinnen. Superpositon besagt ja nur: Für diese Photonen ist noch nicht entschieden, welche Polarisation sie annehmen werden, sollten sie (Konjunktiv!)  gemessen werden.

 

(7) Ohne Messung keine Polarisation – auch keine notwendige.

 

Nur jene Photonen, die eindeutig einem der beiden aufgespalteten Lichtkegel zuordenbar sind, haben – allerdings auch nur aufgrund einer Messung! – eine eindeutige, also notwendige Polarisation: allerdings nur als Möglichkeit!

 

Wir haben hier einen schönen Unterschied zwischen notwendig und zufällig: Notwendigerweise zeigen die sich nur in einem Lichtkegel „befindlichen“ Photonen eine eindeutige Polarisation – bei der Messung. Hingegen mißt (und realisiert damit) bei Photonen beider Lichtkegel der Experimentator rein zufällig eine der beiden möglichen Polarisationen! Keine Ursache für ein vertikales oder horizontales Meßergebnis kann angegeben werden – und keine Ursache gibt es auch, abgesehen davon, daß man argumentieren könnte: Hätte der Experimentator zu einem anderen Zeitpunkt die Messung durchgeführt, wäre vielleicht (!) eine anderes Ergebnis herausgekommen. Das ist zwar möglich, aber wertlos, da keine Prognose aufgrund einer solchen Annahme erstellt werden kann. Und:

 

 

(8) Wissenschaft zielt stets auf Prognose – auch die Quantenphysik.

 

Auch wenn es in der Quantenwelt keine Kausalität gibt.

 

Die Bemühung, die „Superposition“ mit der „Schrödingerschen Katze“[32] zu vergleichen, ist gut gemeint und mag für die Vorstellung durchaus hilfreich sein – aber sie ist vergeblich: Bei der Schrödingerschen Katze ist (aufgrund unserer mesokosmischen Erfahrung) diese ja schon tot – oder lebendig, bevor wir in die Blackbox schauen. Wir wissen es vorher nur nicht! Für Quantenphysiker ist dies allerdings eine unbestätigte Behauptung, mit der wohl die meisten nicht einverstanden wären (hier tut sich eben die Kluft zwischen Mikro- und Mesokosmos auf: Im Mesokosmos können wir auf Erfahrung rekurrieren – im Mikrokosmos gibt es keine Erfahrung!). Als „Beobachtung“ gälte übrigens nicht nur das Deckelöffnen und Hineinschauen, sondern auch jede Art von EKG, EEG usw. Bei verschränkten Photonen sind diese aber nicht schon „vorher“ horizontal oder vertikal polarisiert und wir wüßten es nur „noch“ nicht: Es gibt vielmehr weder das eine noch das andere Quant, noch wären sie schon polarisiert – erst wenn wir den Lichtstrahl aus verschränkten Photonen (der weder aus Quanten besteht, noch eine Welle ist!) durch das Polarisationsfilter leiten, stellen wir fest: Er ist horizontal oder vertikal polarisiert. Seine Polarisation realisiert sich erst durch die Messung – wir aber haben durch das Öffnen der Blackbox die Schrödingersche Katze nicht getötet – oder ihr das Leben gerettet. Tot oder lebendig war sie schon vorher ... für Quantenphysiker allerdings nur zu je

50 %! (Es gibt nur Wahrscheinliches – Mögliches! – in der Quantenwelt, aber niemals Realisiertes!)

 

Es ist völlig müßig zu theoretisieren: Durch unsere Messung ist die Wahrscheinlichkeitsfunktion zusammengebrochen; oder: Durch unsere Messung muß auch das zweite, verschränkte Quant die konträre Polarisation aufweisen, egal wo es sich „befindet“.

 

1)     Eine Funktion (eine mathematische Gleichung) kann nicht zusammenbrechen;

2)     es gab überhaupt keine Polarisation vor unserer Messung;

3)     es gab nicht einmal zwei getrennte Quanten; die gibt es nur in unserer Theorie;

4)     Quanten sind auch nicht auseinander; was nicht realisiert ist, kann auch nicht getrennt sein.

 

Ergo: Wo immer sich in unserem Raum-Veränderungs-Kontinuum das „andere Quant“ befindet – als Ausdehnungsloses ist es in seiner Möglichkeitswelt vom anderen (mit ihm verschränkten) Quant weder getrennt noch entfernt:

 

(9) Quanten sind weder unterscheidbare noch getrennt einzelne.

 

Das sind sie nur in unserer Vorstellungswelt: als Teilchen oder Partikel. Schon Schrödinger hatte sie nicht als „vereinzelt“ betrachtet, sondern als einen Zustand, der in einem bestimmten Raumbereich (einem Ausschnitt aus unserer Mesowelt) „verschmiert“ und nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit („Wahrscheinlichkeitsfunktion“) auftritt ...

 

Daß durch unsere Messung an dem „einen“ Quant das „andere“ Quant anders polarisiert sein muß, ist daher überhaupt keine Absurdität:

 

1)     Wir messen eine Eigenschaft des Lichtes, von dem wir nicht wissen, was es ist.

2)     Wir konstruieren Quanten, denen wir eine unmögliche Eigenschaft (nämlich Polarisation eines Punktes!) zuschreiben. 

3)     Was immer verschränkte Quanten auch sein mögen: Sie sind nicht durch Raum und Zeit (=Veränderung) voneinander getrennt! Was wir als Beobachtende wahrnehmen, sind getrennte Lichtstrahlen: Der Kristall hat ja tatsächlich einen Lichtstrahl in zwei Lichtstrahlen aufgespaltet: Aber das, was wir sehen, ist die Reaktion des aufgespalteten Lichtstrahls mit Materie (Kristall, Bildschirm, Rauch, Detektoren etc.), aber niemals das Licht selbst.[33]

 

1. Zwischenresümee

 

Die von uns erfundenen verschränkten Quanten, die wir den aufgespalteten Lichtstrahlen zuschreiben, sind weder dem Raum (als Nicht-Ausgedehnte), noch der Zeit (als sich Nicht-Verändernde) unterworfen. In ihrer „Welt“ gibt es weder Raum noch Zeit – und auch keine Veränderung. Was sich verändert, ist unser Meßgerät: Es transformiert Photonen (was immer diese auch sein mögen – es ist in diesem Zusammenhang auch egal!) aus einer möglichen „Superposition“ in eine reale Polarisation (vertikal, horizontal oder auch zirkulär), die eindeutig eine Erscheinung (und damit Veränderung) in unserem Raum-Veränderungs-Kontinuums ist: Die Realisierung findet in unserem Mesokosmos statt. „Die Quanten“ haben sich nicht verändert (wie denn auch!) – ihre zufällige Möglichkeit (= Superposition) ist aber durch unsere Messung zur eindeutigen Realität geworden: allerdings nicht als (unentschiedene) Superposition (was ja dem im Mesokosmos gültigen 3. logischen Axiom widerspräche), noch als (entschiedene) Position, sondern als eindeutige Polarisation am (!) Meßgerät.

 

 

Tachyonen?

 

Es ist völlig inadäquat – und vor allem unnötig –,  „Tachyonen“[34] anzunehmen (= sie zu konstruieren), und mit ihrer Hilfe eine „Übertragung“ von „Zustandsinformation“ von „einem Quant“ auf das „andere Quant“ mit „Überlichtgeschwindigkeit“ zu postulieren: Weder gibt es Übertragung (die gibt es nur im Raum-Veränderungs-Kontinuum), noch gibt es

„Zustandsinformation“ (die stellen wir mit unserem Meßgerät erst her!), noch gibt es das „eine“ noch das „andere“ Quant realiter.

 

Aber es gibt sehr wohl „Information“. Nämlich jene, wie aus Quanten Dinge oder Wechselwirkungen werden. Und dieses „In-Form-Bringen“ entspricht dem ursprünglichen Wortstamm des lateinischen Begriffes „informare“ viel eher, als unser heute üblicher mesokosmischer Begriff von Information. Diese „Information(en)“ sind aber qualitativ etwas völlig anderes als jene, die wir aus der Quantenwelt durch unsere Meßgeräte als „Zustände“ realisieren: z. B. ihre „Polarisierung“. Information, wie wir sie kennen und verstehen, sind Weitergabe von  Zuständen des Masse-Energie-Äquivalents, sei es in materieller oder in energetischer Form.

 

(10) Wir haben keinerlei experimentellen Zugriff auf „Information“, die nicht den Bedingungen des Raum-Veränderungs-Kontinuums unterliegt.

 

Damit sind die Grenzen des naturwissenschaftlichen Denkens erreicht ...[35] 

 

Überlichtgeschwindigkeit als Signalübertragung kann es gar nicht geben: im Raum-Veränderungs-Kontinuum nicht, weil Einstein sie verboten hat (natürlich nicht deshalb, sondern weil c von ihm absolut gesetzt wurde![36]), und in der Quantenwelt nicht, weil es dort überhaupt keine Geschwindigkeit gibt, da Geschwindigkeit folgende Voraussetzungen hat:

 

1)     Dingliches, also Ausgedehntes,

2)     Ortsveränderung, also Bewegung

3)     und Beobachtung, also Bewußtsein.

 

 

2. Zwischenresümee

 

Nichts davon gibt es in der Quantenwelt: weder Dinge, noch Orte, auch keine Bewegung – und ergo auch keine Beobachtung. Was sollte „dort“ auch beobachtet werden? Es gibt ja nicht einmal ein „Dort“ – denn jedem „Dort“ ist Raum (Ort) und Dingliches (Materie) vorausgesetzt – etwas, dem die Quantenwelt vorausgesetzt ist und das erst Folge der Quantenwelt ist! Auch (beobachtendes!) Bewußtsein findet nur in unserer realen, lokalen Welt statt: Denn was, außer Dingliches, sich Veränderndes sollte denn beobachtet werden? „In“ der Quantenwelt kommt dies alles nicht vor. Für sie gibt es nicht einmal ein „in“ – sie ist ja kein Raum, „in“ dem etwas „passieren“ könnte: weder Fassungs- noch Bedingungsraum.[37] „Passieren“ (= geschehen, werden) kann etwas nur in der realen, lokalen Welt – was sonst sollten sonst die Begriffe „real“ und „lokal“ bedeuten?

 

(11) Die Quantenwelt be-dingt den Bedingungsraum!

 

Quanten be-dingen die Dinge: Sie ermöglichen die Dinge durch das Zusammenspiel  von Materie- und Feldquanten – und durch ihre Beziehung zu- und untereinander (= „Information“), aufgrund der sich Materie strukturiert. Diese Struktur ist Folge der „Information“ der Quantenwelt – diese „Information“ können wir aber mit unseren Meßgeräten niemals erkennen, da unsere Apparate ja nur real-lokale Zu-stände (etwas steht uns zu oder entgegen – Gegen-stand) feststellen (fest-stellen!) können: z. B. die Polarisation von Licht.

 

Bell´sches Theorem

Auf diesen qualitativen Unterschied zwischen Meso- und Mikrokosmos weist auch das Bell´sche Theorem hin: Es ist ein mathematisches Modell, mit dessen Hilfe bei experimentellen Ergebnissen ermittelt werden kann, ob klassische Physik (mit eventuellen Ergänzungen wie verborgenen Parametern, aber ihren Grundzügen Realität und Lokalität) oder Quantenphysik (ohne Realität und Lokalität) gilt (gelten soll, darf, kann ...) Dabei wird allerdings – fälschlicherweise – davon ausgegangen, daß in der Quantenwelt verborgene Parameter (= Variablen, Veränderliche) vorhanden sein könnten – eine unzulässige Transformation aus einer Welt (Mesowelt) in die andere (Mikrowelt), denn:

(12) Es ist das Wesentliche des Meso- und Makrokosmos, sich zu verändern.

(13) Das Wesentliche des Mikrokosmos ist es, diese Veränderung zu ermöglichen.

Die Bell´sche Ungleichung oder das Bell´sche Theorem beantwortet auf mathematischem Weg jene Fragen, die durch das EPR-Paradox(on) aufgeworfen worden waren: also jene nach der Gültigkeit der Theorie der Quantenmechanik im allgemeinen und im speziellen nach der Rolle der Lokalität bei quantenmechanischen Phänomenen. Die Ungleichung wurde 1964 vom irischen Physiker John Stewart Bell (1928–1990) entwickelt, geht aber davon aus, daß in der Quantenwelt Lokalität herrschen könnte, was mit Hilfe dieser Ungleichung herausgefunden werden sollte.

Das erinnert ein wenig an den Versuch, mit einer Taschenlampe ausleuchten zu wollen, ob Gott nicht doch irgendwo im Finstern aufgefunden werden könnte.

Bell machte also bezüglich der mikroskopischen Welt einige Voraussetzungen, insbesondere

1. Lokalität
2. Realismus 
3. gemeinsame Meßbarkeit

und schloß auch andere Analogien zu unserer Mesowelt nicht aus. Mit dieser – naturphilosophisch falschen – Prämisse stellte er eine mathematische Beziehung auf, mit der die Ergebnisse von Messungen auf mikroskosmischer Ebene beschrieben werden können sollten. Alle quantenphysikalischen Experimente verletzen aber diese postulierten Beziehungen – was ja aus den oben geschilderten naturphilosophischen Gründen der Fall sein muß! Daher wurde von der Mehrzahl der Quantenphysiker trotz falscher Voraussetzungen richtig gefolgert:

 

(14) Die Annahme von Lokalität und Realismus muß in der Quantenwelt aufgegeben werden.

 

Das Ergebnis ist zwar richtig, erinnert aber an den voreiligen und völlig unlogischen Schluß, den man zieht, wenn man, trotz emsigen Leuchtens mit der Taschenlampe, Gott nicht findet und nun behauptet, es gäbe ihn nicht: Weil das Mittel zur Überprüfung untauglich ist.

 

Wir sehen alleine aus naturphilosophischen Gründen ein, daß die Bell´sche Ungleichung nicht aufgehen kann: Auf beiden Seiten der Ungleichung stehen (bildlich) ja ohnehin unterschiedliche Welten. Diese zu ver-gleichen ist ohnedies „mutig“ ... Daß diese Ungleichung überhaupt mathematisiert worden ist, zeigt, daß ihr Schöpfer und seine Epigonen der Quantenwelt zumindest mögliche analoge (verborgene) Parameter unterstellt haben: und zwar solche, wie man sie aus der unsrigen, realen, lokalen Welt, also dem Mesokosmos unserer Erfahrung, kennt bzw. vermuten kann.

 

 

Verborgene Variablen?

 

Parameter sind immer Variablen, also Veränderliche – und solche kann es in der Quantenwelt nicht geben, da Variablen Dinge und Raum voraussetzen – diesen aber ist die Quantenwelt vorausgesetzt.

 

(15) Quanten sind das Voraussetzende der Vorausgesetzten Raum und Veränderung.[38]

 

Versteht man diese Voraussetzungsproblematik nicht, versteht man die gesamte Quantenmechanik nicht!

 

Ungeachtet dieser naturphilosophischen Fundamentalerkenntnis sind im Laufe der Zeit mehrere Lösungsvorschläge gemacht worden, wie die Quantenwelt zu interpretieren sei; von diesen soll aber nur jener mit der breitesten Akzeptanz näher besprochen werden. (Tatsächlich gibt es ja viel mehr Interpretationen, die hier aber nicht erwähnt werden sollen: Es ist ja auch nicht Zweck dieser Arbeit, alle vorzustellen oder auch nur aufzuzählen.)

So wurde vorerst angenommen, die Quantenmechanik sei falsch (vergleichbar unserem Bild: Gott gibt es nicht). Alle quantenmechanischen Experimente liefern jedoch Ergebnisse, wie sie die Quantenmechanik vorhergesagt.

Dann wurde richtigerweise die Vorstellung (!) verborgener Variablen aufgegeben und argumentiert, daß die (mathematischen!) Wellenfunktionen (Erwin Schrödinger) – also reine Konstrukte des Bewußtseins!– der Theoretiker keinerlei Informationen (!) über die Werte von Messungen an Teilchen enthalten. Das ist naturphilosophisch sauber und entspricht auch der Kopenhagener Deutung der Quantenmechanik, auch wenn darin auf den grundlegenden naturphilosophischen Unterschied der Quantenwelt zur unserer real-lokalen nicht explizit bezug genommen wird.

Die Kopenhagener Deutung

Sie wurde um 1927 von Niels Bohr (1885–1962) und Werner Heisenberg (1901–1976) während ihrer Zusammenarbeit in Kopenhagen aufgestellt und gründet auf der von Max Born (1882–1970) vorgeschlagenen Wahrscheinlichkeitsinterpretation der Wellenfunktion. Unter „Wellenfunktion“ versteht man eine (im allgemeinen komplexe) Lösung einer Wellengleichung, also eines mathematischen Konstruktes. In der Quantenmechanik dienen solche Wellenfunktionen zur mathematischen Beschreibung (sic!) des quantenmechanischen Zustands eines physikalischen Systems. Die Wellenfunktionen werden dabei mit dem griechischen Buchstaben Ψ (Psi) bezeichnet. Wellenfunktionen bzw. -gleichungen sind also rein mathematische Bilder (!) einer lokal-räumlichen Vorstellung (!) der Quantenwelt mit (!) den Parametern Ort und Impuls. Wie wir aber oben naturphilosophisch festgehalten haben, gibt es in der Quantenwelt weder Orte noch Impulse. Diese beiden Parameter werden aber in der Kopenhagener Deutung aus unserer Mesowelt in die Mikrowelt übertragen – und verfälschen damit deren Wesen(tliches)! 

Die klassische Physik ist dadurch gekennzeichnet, daß sich ihren Symbolen problemlos Dinge und Ereignisse der Realität zuordnen lassen, sodaß diese Symbole Bilder (!) von durch uns Erfahrenes und Erfahrbares sind. Die Quantentheorie enthält jedoch rein formale „Objekte“[39], deren vorstellungsmäßige Rückführung auf eine vom Beobachter unabhängige (!) Realität zu Schwierigkeiten führt. Das muß es ja auch: Wenn wir uns in eine Welt, in der es weder Orte noch Veränderung, also auch keine Impulse und keine Zeit gibt, von ihnen abhängige Parameter hineindenken, müssen sich Widersprüche ergeben!  

Mathematische Auswege ergeben sich, indem in der Quantentheorie der „Aufenthaltsort“ eines „Teilchens“ nicht durch seine „Ortskoordinaten“ in Abhängigkeit von der „Zeit“ beschrieben wird, sondern durch die oben bereits angeführte Wellenfunktion. Diese Wellenfunktion gestattet lediglich für jeden „Ort“ die Angabe einer Wahrscheinlichkeit dafür, bei einer Suche über eine Messung das „Teilchen“ „dort“ zu finden (Heisenbergsche Unschärferelation; siehe diese später unten). Diese Wellenfunktion ist aber für ein „einzelnes Teilchen“ nicht als ganzes durch eine Messung feststellbar, da durch die Messung nur ein Wert produziert wird, der den Verhältnissen „in“ der Quantenwelt niemals entsprechen kann. In der Fachsprache der Quantentheoretiker wird diese Nicht-Entsprechung daher vornehm  als „Kollaps der Wellenfunktion“ bezeichnet.

Das ist nicht einmal unrichtig – wenn auch formalistisch ausgedrückt:


3. Zwischenresümee

Mit jedem Meßwert generiert der Experimentator ein (stets falsches!) Bild dessen, was er eigentlich abbilden will, das aber gar nicht abbildbar ist. Da unsere Vorstellung auf Welle oder Teilchen fixiert ist (wir kennen aus unserer real-lokalen Welt nichts anderes, das sich veränderte!), können wir nur Meßapparate konstruieren, die – je nach Bedarf – dem einen oder dem anderen Bild entsprechen: und es uns auch liefern.

Dazu ist das Meßgerät ja schließlich auch konstruiert worden. Über die Quantenwelt selbst sagt es jedoch nichts aus – außer über unsere Interpretation von ihr! Und die muß immer (!) falsch sein!

Trotzdem ist der Wahrscheinlichkeitscharakter quantentheoretischer Vorhersagen nicht unbedingt ein Zeichen für die Unvollkommenheit der Theorie, sondern zeigt vielmehr, daß es prinzipiell nicht möglich ist, Kausalität in die Quantenwelt hineinzusehen: Der Mikrokosmos ist – schon von sich aus – nicht deterministisch und kann daher von uns auch nicht deterministisch interpretiert werden!

Wahrscheinlichkeiten

Kausalität bedeutet immer die Rückführung eines Ereignisses (= einer Wirkung) auf eine Ursache, also auf dasjenige, das diese Wirkung hervorgebracht haben soll – zumindest unserer Vorstellung nach. Denn eines muß gleich festgehalten werden:

(16) Kausalität ist eine Methode des Selbstbewußtseins, die (stets notwendigen!) Veränderungen in unserer (!) Welt verstandesmäßig (!) zu bewältigen.

Und:

(17) Kausalität ist die Methode der Vernunft – Akausalität widerspricht unserer Ratio.

Etwas, das wir kausal nicht erklären können, beunruhigt uns und ist Grundlage für Religion[40], Mystik, Kunst – und Philosophie. Gerade das will Physik aber nicht sein – und darf es auch nicht, weil sich (Natur-) Wissenschaft explizite der Ratio[41], also der strengen Kausalität verschrieben hat, die zur wissenschaftlichen Methode schlechthin geworden ist. Das akausale Verhalten „in“ der Quantenwelt ist daher durch die Heisenbergsche Unschärferelation bzw. über die Methode (!) der Wahrscheinlichkeit „behoben“ worden. Der Trick dabei ist:

 (18) Wahrscheinlichkeit gibt den Grundgedanken der Kausalität nicht auf.

Etwas ist zwar verursacht, aber nicht stringent und im Sinne von gleicher Ursache – gleicher Wirkung. Man kann Kausalität daher auch als 100 %ige Wahrscheinlichkeit bezeichnen, und einen Wahrscheinlichkeitsgrad von 0 als unmöglich.  

Strenge Kausalität gibt es nur im Mesokosmos und auch da nur in den klassischen Gebieten der Physik: in der Mechanik, der Optik, der Akustik und in der Elektromechanik. Strenge Kausalität tritt nicht mehr auf in der Elektronik – und schon gar nicht beim Lebendigen ... Aber das ist ja – deshalb – auch nicht Gegenstand exakter Wissenschaft.    

Daher wird in der Quantenmechanik darauf verzichtet, den Objekten des quantentheoretischen Formalismus, wie beispielsweise der Wellenfunktion, Realität in unmittelbarem Sinne zuzuerkennen. Klugerweise – und naturphilosophisch völlig richtig – wird der Formalismus nur als Vehikel zur Prognose von Meßresultaten angesehen. Letztere sind dann tatsächlich real – als Meßergebnis eines lokalen Gerätes.

Daher kann die Quantentheorie nicht für alle zugänglichen Meßgrößen exakte Vorhersagen treffen. Sie hilft sich mit Wahrscheinlichkeitsaussagen. „Unvollkommen“ erscheint diese Methode natürlich nur, wenn man die oben erwähnte Rolle der Kausalität (als menschliche Art und Weise, bestimmte enge Bereiche unserer Mesowelt verstehen zu wollen) unberücksichtigt läßt. Diesen Fehler hat allerdings auch Albert Einstein begangen als er die Ergebnisse der Quantentheorie bezweifelte und den Satz prägte: „Gott würfelt nicht!"

(19) Natürlich würfelt Gott nicht! Aber er hat es auch nicht nötig, sich der Kausalität zu unterwerfen!

Die Kopenhagener Deutung in ihrer ursprünglichen Version von Niels Bohr verneint daher völlig zu Recht die Existenz jeglicher Beziehung zwischen den Objekten des quantentheoretischen Formalismus und unserer real-lokalen Welt. Nur den von der Theorie vorausgesagten Meßergebnissen, die ja in unserer Welt auftreten, wird Realität zugewiesen. Die Kopenhagener Deutung ist somit naturphilosophisch korrekt, auch wenn ursprünglich mit Parametern gearbeitet wurde, die naturphilosophisch unzulässig sind.

4. Zwischenresümee

Durch diese richtige Reduktion auf Meßergebnisse ist der „Ort“ eines Quants zwischen zwei Messungen nicht „Gegenstand“ unserer Realität. Er ist – naturphilosophisch völlig richtig! – nicht einmal ein Element der Quantentheorie!

Diese Einsicht hat natürlich Folgen bezüglich des Verständnisses von Quanten an sich. Quanten sind aufgrund dieser Sicht nur Konstrukte, die in Portionen auftreten, und über deren „Aufenthaltsort“ nur eine Wahrscheinlichkeitsaussage anhand der ihnen zugeschriebenen Wellenfunktion möglich ist. Dieser Umstand wird seit der Kopenhagener Deutung als Welle-Teilchen-Dualismus bezeichnet. Damit ist natürlich auch die mit dem Begriff „Teilchen“ verbundene Vorstellung aufgegeben, dieses Quant müsse stetig lokalisierbar sein.

(20) Ein Quant ist nicht Bestandteil unserer Realität!

Trotz dieser Einsichten erscheint es verwunderlich, daß nach wie vor nach einer allgemein anerkannten und experimentell abgesicherten Theorie für die Beschreibung von Vorgängen in der Quantenwelt gesucht wird. Würde man sie finden (was jedoch unmöglich ist!), müßte sie – vor allem in Hinblick auf ihre Meßergebnisse – deterministisch sein, was sie (nach all dem bisher Dargelegten) nicht sein kann. Um ein solches Ergebnis zu erzwingen, postulierte man sogenannte verborgene Variablen. Diese sollten den deterministischen Ablauf in der Quantenwelt gewährleisten: ein Unterfangen, das aus naturphilosophischen Gründen zum Scheitern verurteilt sein muß:

1. „Verborgene Variablen“ lassen sich – schon aus semantischen Gründen! – nicht beobachten; also kann es auch keine experimentellen Befunde darüber geben.[42]  Solche Variablen alleine deswegen zu postulieren, um Meßergebnisse kausal erklären zu können, ist nicht ganz sauber.
2. Aufgrund der Bell´schen Ungleichung ergibt sich, daß eine deterministische Theorie über die Quantenwelt eine nichtlokale Theorie sein müßte. Das wäre aber ein Widerspruch in sich, da Kausalität nur lokal-räumlich Sinn macht und nur auf unsere Realität anwendbar ist. Was hier (unter Verwendung falscher und ungeeigneter Prämissen!) angestrebt wird, hätte als – unmögliches! – Ergebnis den Umstand zur Folge, daß eine Ursache eine sofortige (!) Wirkung in beliebiger Entfernung auslöste!  

Nun verbietet die Spezielle Relativitätstheorie absolute Gleichzeitigkeit![43] Andererseits wäre mit einer solchen Konstruktion die Ursache-Wirkungs-Kette nicht mehr garantiert. Mit einer solchen Theorie verlöre der Determinismus (die eindeutige Ereignisfolge) sein Wesen. Die klassische Kausalität (Wirkung folgt auf Ursache) wäre dahin.

Die Kausalität[44]

Kausalität ist philosophisch immer eine Auseinanderfolge, die aus der real-lokalen Aufeinanderfolge von Ereignissen geschlossen wird! Das heißt: Weil wir in unserem Mesokosmos aus der Erfahrung (!) wissen, daß ein Ereignis B immer auf das Ereignis A folgt (ich unterbreche die Stromzufuhr, und dann geht das Licht aus; aber niemals umgekehrt!), schließen wir daraus, daß beide Ereignisse in einem kausalen (= ursächlichen) Zusammenhang stehen. Genaugenommen beobachten wir ja nur die (zeitliche)  Aufeinanderfolge von Ereignissen, niemals aber die (logische) Auseinanderfolge. Das „Weil“ erschließen wir: Da stets B auf A folgt (Veränderung und ergo zeitliche Komponente), muß (!) es einen Zusammenhang (die logische Verknüpfung der Implikation[45] „wenn – dann“) zwischen beiden Ereignissen geben.

Veränderung erfolgt stetig, notwendig und unabhängig von beobachtendem Bewußtsein – ein (logischer) Schluß hingegen ist immer bewußtseinsabhängig: ohne Selbstbewußtsein keine Logik.

(21) Die Natur (die Realität) ohne beobachtendes Selbstbewußtsein (= ohne schließende Vernunft) ist ohne Logik, also weder logisch noch unlogisch!

5. Zwischenresümee

Der Mikrokosmos ist ohne Logik – er läßt sich nicht direkt beobachten; das ihn erschließende Bewußtsein reicht nur bis zu den Meßergebnissen. Erst deren Interpretation kann logisch oder unlogisch sein! Meßergebnisse sind aber nicht das Gemessene!

Erfolgen zwei Ereignisse gleichzeitig (besser: ohne zeitliches Intervall, also ohne beobachtbare Veränderung zwischen ihnen), bricht die Kausalität weg: und zwar gleich doppelt! Weder beobachten wir ein Nach- oder Aufeinander, noch müssen bzw. können wir ein Auseinander konstruieren! Gleichzeitigkeit entspricht unverursachter Synchronizität – ein Umstand, mit dem wir (naturwissenschaftlich) überhaupt nichts anfangen können, da keine Erklärung (= vernunftkonforme Einsicht!) möglich aber auch nicht nötig ist.

(22) Gleichzeitige Ereignisse nehmen wir als selbstverständlich hin.

Wir denken gar nicht darüber nach, warum (!) etwas gleichzeitig stattfindet. Wir könnten synchrone Ereignisse genausogut als zufällig, also unverursacht klassifizieren – und tun das im Alltag auch. Erst wenn wir fragen, warum etwas gleichzeitig (= im Jetzt) stattfindet, konstruieren wir getrennte Kausalketten, die sich in dem von uns untersuchten Jetzt gekreuzt haben.

Beispiel: Zwei Autos stoßen zusammen. Das ist ein Ereignis, wo sich zwei Autos synchron am selben Ort befinden. Meistens nimmt man das als „Schicksal“ oder „Pech“ hin. Will man allerdings nach der Ursache dieser Synchronizität und (aus versicherungstechnischen und strafrechtlichen Gründen) nach der Schuld des einen oder anderen Verkehrsteilnehmers forschen, rekonstruiert man die beiden getrennten Kausalketten der beiden Autofahrer. Dann  sucht man nach einem (möglichen) Fehlverhalten des einen oder anderen, da wir annehmen (!), daß durch unsere Ordnung (= Verkehrsregeln) ein solches gleichzeitiges Ereignis (= zwei Autos an einem Ort, also Unfall) ausgeschlossen wird (z. B. durch die Ampelregelung).

In der Quantenwelt darf also weder mit verborgenen Variablen (= Parametern) operiert werden, noch darf ein nicht-lokaler Determinismus eingeführt werden. Ersteres ist reine Spekulation – und naturphilosophischer Unsinn, da es in der Quantenwelt keine Variablen geben kann! –, das zweite enthält gleich einen doppelten Widerspruch: Kausalität ergibt nur bei lokalen Ereignissen Sinn und setzt Veränderung (und ergo die Möglichkeit der Zeitmessung und somit Bewußtsein) voraus; sie bedarf des Aufeinanders, um ein Auseinander konstruieren zu können!

(23) Ohne Aufeinander keine Kausalität, sondern Synchronizität, und ohne Auseinander keine Ursache, sondern purer Zufall.[46]

Mit beiden kann die Naturwissenschaft nichts anfangen, da es der naturwissenschaftlichen Forschung vor allem um die Prognostizierbarkeit von Ereignissen geht. Man will wissen, warum etwas so ist und wie es geworden ist, damit man weiß, wie etwas werden wird. Daß diese Prognostizierbarkeit heute in vielen Bereichen der Wissenschaften aufgegeben worden ist, ist vor allem auf die Einsichten in die Quantenwelt zurückzuführen – und auf die Ergebnisse aus der Chaostheorie[47] bzw. die Erfahrungen aus der Freiheit[48] der menschlichen Entscheidungsfähigkeit. Alle drei Einsichten haben die Naturwissenschaft – vor allem die Quantenmechanik – zu einer statistischen Wissenschaft gemacht, die nicht mehr mit Kausalität, sondern mit Wahrscheinlichkeit(en) operiert.
 

Fazit

 

Obwohl zur Zeit der Formulierung der Kopenhagener Deutung die Bell´sche Ungleichung noch nicht bekannt war, hat sich seither ein radikaler Schritt weg vom unbedingten Glauben an die Wirkung des Determinismus in der Natur vollzogen. Vielmehr ist der Wahrscheinlichkeitscharakter von beobachteten Vorgängen zu einem fundamentalen Konzept der Naturbeschreibung  geworden. Nach „unbekannten Mechanismen“ im Mikrokosmos suchen nur mehr unverbesserliche Gestrige wie etwa nach hypothetischen „Teilchen“, die mit Überlichtgeschwindigkeit (nicht-lokale verborgene Variable!) Informationen über die Zustände von Quanten „austauschen“. Auf solchen Vorstellungen basiert auch die sogenannte Bohm-Interpretation des EPR-Phänomens. Dabei wird genau das gemacht, was wir oben als grundlegenden Denk- und Schlußfehler bezeichnet haben: Es werden verborgene Variable angenommen. Die Folge davon ist, daß alle Teilchen des Universums instantan mit allen anderen Teilchen Informationen austauschen (S-Matrix-Theorie). Nun haben wir aber weiter oben gesehen, daß in der Quantenwelt keine Zustandsinformationen ausgetauscht zu werden brauchen, da es „in“ ihr nicht nur keine Lokalität (also Orte), sondern auch keine Veränderung (also Austausch) gibt!

 

Jetzt erst und versehen mit all diesen Grundlagen können wir uns dem Phänomen der Teleportation zuwenden!

 

 

Teil II: Die Teleportation

 

Der Trick

 

Wir können gleich vorausschicken: Es gibt keine Teleportation – denn weder wird in der Quantenwelt etwas trans- noch teleportiert. Auch werden keine Informationen übertragen – informiert wird in unserer Welt, in der lokal-realen – zwar vielfach direkt mit Hilfe von Quanten (Elektromagnetismus), aber jedenfalls nicht „im“ Mikrokosmos. 

 

Da Quanten keine Informationen (in unserem und oben erklärtem Sinn!) tragen können[49] – davon geht auch Zeilinger aus[50] – muß Quanten Information, mit der wir (!) etwas anfangen können, mit einem Trick „aufgeprägt“ werden. Und das geht so:

 

Zwei Photonen befinden sich ein einem verschränkten Zustand der Superposition „Polarisation“, ohne daß eine der Möglichkeiten (im einfachsten Fall horizontal oder vertikal) entschieden wäre. Die Entfernung beider Photonen ist eine solche ja nur in unserer Welt – und wenn es Lichtjahre sein sollten.

 

(24) In der Quantenwelt gibt es keine Entfernung.

 

Um Teleportation zu betreiben (wir bleiben bei dem eingeführten – falschen – Terminus), darf die Superposition beider Photonen nicht gestört werden, d. h. es darf keine Messung ihrer Polarisation durchgeführt werden (diese würde ja die Superposition zugunsten einer realisierten Alternative aufheben; die „Wellenfunktion würde kollabieren“, wie es in der Sprache der Physiker heißt). Jetzt wird dem einen (wir nennen es A) der zwei verschränkten Photonen (das zweite nennen wir B) ein drittes (C) hinzugefügt. Über dessen Zustand ist nichts bekannt. Man kann ihn auch nicht feststellen: Würde man z. B. seine Polarisation messen, würde man seinen ursprünglichen Zustand (der gar kein realer ist, wie wir wissen) „stören“, wie Zeilinger es nennt, oder – wie wir es jetzt ausdrücken – einen der möglichen realisieren: durch unsere Messung. (In Erinnerung sei gebracht, daß Zustände von Quanten nur durch unsere Meßapparatur real, also für uns wirklich werden.[51]) Wir müssen daher einen Trick anwenden, um den Zustand unseres Photons C, den wir – wir wollen ja teleportieren! – zum Photon B übertragen wollen, festzustellen.

 

Wir messen die Polarisation von A und C gemeinsam!

 

Als Ergebnis mögen wir „senkrecht zueinander“ erhalten. Damit ist nichts über die „jeweilige Polarisation“ von A und C ausgesagt, die es ja gar nicht gibt! Mit dieser gemeinsamen Messung verschränken wir aber A und C (Fachleute nennen diese Messung „Bell-Zustandsmessung“). Da auch die Photonen A und B verschränkt sind, gilt die Möglichkeit von A (das ja durch unsere reale Messung jetzt auch mit C verschränkt ist) aufgrund dieser Superposition (die aber keine Realität darstellt!) auch für das Photon B: und zwar nicht-lokal, instantan, synchron, gleich- oder unzeitig – wie auch immer wir das nennen wollen.

 

Änderungsvorgang ist dies keiner! Hier geht nichts vor! Hier hat sich nichts verändert! Hier ist  kein neuer Zustand eingetreten!

 

(25) In der Quantenwelt verändert sich nichts und in der Quantenwelt gibt es keine Zustände.

 

Eine Superposition ist nur die Möglichkeit zu einer Realisierung – wie immer die dann auch ausfallen mag; und das bestimmen alleine wir aufgrund unserer Messung!

 

Wir halten nochmals fest: Superpositionen sind nicht realisierte Möglichkeiten: nicht lokal, nicht vereinzelt, nicht zeitlich, unveränderlich. Das ist zwar unvorstellbar, aber dennoch so. Quanten sind nun mal nicht vorstellbar ... Auch Pi ist nicht vorstellbar (und wenn, dann nur als Ziffernfolge ohne eine prinzipiell letzte Zahl) ...

 

Unser – distantes – Photon B „befindet“ sich also durch unsere gemeinsame Messung von A und C auch in der Superposition von AC. Die „alte“ Superposition AB ist allerdings bisher durch keinerlei Messung „kollabiert“ und hat sich auch zu keiner der möglichen Polarisationen realisiert! Sie besteht nach wir vor! Die neue Superposition AC eröffnet „nur“ weitere Möglichkeiten! Wir wissen ja:

 

(26) Es gibt keine Unterschiede in der Photonenwelt!  Unterschiedlich ist erst das aus dem Möglichen Realisierte! Das Mögliche ist vor seiner Realisierung ununterschieden!

 

Alles was möglich ist, muß auch wirklich werden – innerhalb seiner Klasse.[52] Und unzählige Male sind schon vertikale oder horizontale Polarisationen aus Superpositionen verschränkter Photonen in Meßapparaturen realisiert worden. Im Falle unseres heutigen Experimentes aber bisher nicht ...

 

Nun gibt es vier Quantenrelationen zwischen A und C – und das Ergebnis, das wir bei der Messung der Polarisation von A und C erhalten, ist abhängig davon, welche Messung wir durchführen (!): Messen wir – egal in welcher Polarisationsrichtung – und erhalten wir sofort als Ergebnis „parallel“ oder „senkrecht“, so haben wir bereits zwei Relationen. Messen wir aber entlang der vertikalen oder der horizontalen oder aber längs der beiden 45-Grad-Diagonalen, können wir ebenfalls „parallel“ oder „senkrecht“ erhalten. Wie wir gemessen und welches Ergebnis wir erhalten haben, müssen wir aber dem Experimentator, der über das Photon B verfügt, mitteilen: und zwar „lokal“, also über Telefon oder E-Mail oder sonst ein – konventionelles – Kommunikationsmittel. Polarisiert nun der distante Experimentator sein Photon B gemäß unseren Angaben, „transformiert“ sich sein Photon B in eine identische Replike von C. Naturphilosophisch exakt formuliert: Mißt er sein Photon B mit seinem Meßapparat so, wie ihm mitgeteilt wurde, wird sein Photon B die Eigenschaft von Photon C zeigen – die aber zuvor nicht realisiert worden sein durfte!

 

Was hier so „einfach“ rekapituliert wird, ist das Ergebnis jahrelanger Forschung durch Anton Zeilinger und sein Team in Innsbruck und später in Wien. Verschränkte Photonenpaare zu erzeugen, ist heute in entsprechend ausgerüsteten Labors zur „Routine“ geworden, allerdings hat noch niemand eine Bell-Zustandsmessung an zwei unabhängigen (also nicht verschränkten) Photonen durchgeführt. Das Problem ist, zwei bereits „existierende“ (!)[53] unabhängige Photonen zu verschränken – was eine Apparatur leistet, die Zeilinger und sein Team 1997 erfunden haben (siehe „Spektrum der Wissenschaft, a. a. O.). Dies ist aber ein technisches, und kein naturphilosophische Problem und dort bzw. in Zeilingers Publikationen[54] ausführlicher nachzulesen. Was uns hier interessiert, ist vielmehr die Frage:

 

 

Was wird teleportiert?

 

Ist „nur“ eine Polarisationszustand „übertragen“ worden – oder das Teilchen selbst?

 

Weder noch. Der Polarisationszustand ist ja erst durch die Messung realisiert worden – zuvor bestand nur die Möglichkeit dazu – als doppelte Superposition. Das Photon C hatte ja keine Polarisation bzw. war sie nicht realisiert und uns ergo nicht bekannt! Wir hatten ja nur die Polarisation von AC gemeinsam gemessen!

 

Ist das Teilchen übertragen worden? Zeilinger argumentiert in diesem Zusammenhang mit den Begriffen der Identität und der Äquivalenz. Für ihn – und das ist naturphilosophisch richtig – sind Photon (= Quant) und Quantenzustand (im Falle eines Photons ist es u. a. die Polarisation) äquivalent, also gleich.

 

Oder dasselbe?

 

Zeilinger im OT seines Artikels im Spektrum der Wissenschaften (a. a. O., S 33): Doch da ein Photon vollständig durch seinen Quantenzustand charakterisiert wird, ist die Teleportation seines Zustandes völlig äquivalent zur Teleportation des Teilchens.

 

Äquivalenz bedeutet „gleich sein“.[55] Wenn aber etwas hundertprozentig gleich ist (was es als Verschiedene in der Realität gar nicht geben kann; siehe Leibniz!), ist es auch dasselbe. Und das heißt Identität![56]

 

Auf Seite 39 (a. a. O.) verwendet Zeilinger selbst diesen Begriff: Teilchen desselben Typs im selben Quantenzustand sind prinzipiell ununterscheidbar ... Identität kann nicht mehr bedeuten als eben dies: hinsichtlich aller Eigenschaften gleich.

 

Identität bedeutet „selbig sein“, „eins sein“, „einzeln sein“. Wenn wir uns an Leibniz (siehe Fußnote 12) erinnern, würde völlige Gleichheit einzelner deren Unterschiedenheit und damit Vielheit aufheben und zur Identität des Einen werden. Wenn also gemäß dem zweiten oberen Zitat alle Teilchen desselben Typs identisch sind, dann heißt das nicht mehr und nicht weniger, als daß alle Quanten desselben Typs eins sind.

 

Das metaphysische Kontinuum[57] hat sich quasi durch die Hintertür eingeschlichen: Und Zeilinger persönlich hat ihm die Tür geöffnet. Übrigens auch durch sein vorheriges Statement: Wenn Zustand und Teilchen äquivalent sind, sind auch sie eins:

 

(27) Äquivalenz (des vielen) und Identität (des einen) fallen zusammen.

 

Besser könnte man das Kontinuum nicht umschreiben.

 

„In“ einem Kontinuum wird aber weder teleportiert, noch transportiert, weder als Teilchen noch als Zustand. Identität und Äquivalenz kennen keinen Unterschiede – sie sind ja dasselbe!

 

Zeilinger weist dezidiert darauf hin, daß es sich bei der Quanten-Teleportation nicht um eine Kopie des Quants C handelt, wenn Quant B nun „dessen“ „Eigenschaften“ „trägt“. Das ist auch richtig, denn was sollte bei prinzipiell Ununterscheidbarem (siehe Zitat oben) auch kopiert werden? Wie will man ein Konstrukt der menschlichen Phantasie (einen als „Teilchen“ vorgestellten Zustand, den wir willkürlich vereinzeln und „Quant“ nennen!) kopieren?

 

Da erscheint es nur beruhigend, daß es in der Physik sogar ein Nicht-Klonierungstheorem gibt (1982 von Whootters und Wojciech H. Zurek in Los Alamos aufgestellt). Eine Superposition ist eben eine Möglichkeit und kein Zustand – wäre sie ein Zustand, handelte es sich um eine Position. Kopiert werden können nur Zustände – und zwar in unserer lokal-realen Welt. Innerhalb einer Quantenklasse gibt es aber keine Unterschiede ... Einzelne Quanten eines verschränkten Paares haben keine Position (in unserem Fall: keine Polarisierung); sie haben nur die Möglichkeit (Superposition) dazu ...

 

 

Die Heisenbergsche Unschärferelation

 

Dem entspricht auch die Heisenbergsche Unschärferelation (aufgestellt 1927 von Werner Heisenberg). Ihr zufolge können weder Ort (!) x noch Impuls (!) p eine Teilchens (!) zugleich (!) mit beliebiger Genauigkeit bestimmt werden. Grundsätzlich ist das Produkt der beiden Ungenauigkeiten Δx und Δp stets mindestens von der Größenordnung des Planckschen Wirkungsquantums h, genauer: Δx · Δp ≥ h/4π. Entsprechendes gilt für die Messung der Energie E eines Teilchens und die Festlegung des Zeitpunktes t, für den diese Energiemessung gilt: ΔE · Δt ≥ h/4π, wobei h = 6,6261 · 10^-34 Js ist.

 

Die eingeklammerten Rufzeichen sollen zeigen, daß auch Heisenberg davon ausgegangen ist, daß es in der Quantenwelt einen Ort und einen Impuls geben müsse – und daß es Teilchen „gäbe“. Es ist faszinierend, daß man mit falschen Voraussetzungen (also der Transformierung von Begriffen aus unserer lokal-realen Mesowelt in die Mikrowelt der Quanten) Formeln aufgestellt hat, die zu richtigen Ergebnissen führen. Denn: In einer Welt, „in“ der Ort und Impuls nur abstrahierte Möglichkeiten diskursiven Denkens sind, darf ich deren gemessene Realität tatsächlich nicht mit beliebiger Genauigkeit feststellen können! Wenn ich dennoch mit Quantenzuständen (also Impuls oder Ort) rechne, muß ich die Korrelation mit der Realität aufgeben: Denn in der Realität hat jedes Ding Ort und Impuls – und das zugleich! Daher muß im Mikrokosmos auch die Gleichzeitigkeit aufgegeben werden. Und das ist ja mit der Heisenbergschen Unschärferelation erkannt worden: Gebe ich den „Ort“ des „Teilchens“ „genau“ an, wird sein Impuls unbestimmbar. Messe ich nachher (!) seinen Impuls, verschmiert sich sein „Ort“.

 

(28) Es gibt keine Gleichzeitigkeit von Quantenzuständen.

 

Wieder entsteht das Faszinosum, daß mittels des mathematischen Formalismus naturphilosophisch Relevantes erkannt wird – und experimentell angewandt werden kann: Zwar verbietet die Heisenbergsche Unbestimmtheitsrelation die gleichzeitige Feststellung des kompletten Quantenzustandes – aber man kann ihn teleportieren: als Superposition.

 

Zeilinger weist selbst darauf hin (a. a. O.), daß bei der Teleportation nichts Materielles transportiert wird. Nicht einmal Information wird „übermittelt“. Was sollte „im“ äquivalent-identischen Möglichen, das man als Kontinuum bezeichnen könnte, auch „portiert“ werden?

 

(29) Mögliches ist ubiquitär.[58]

 

Die Superposition von B, die infolge des Experiments nun diejenige von C ist, enthält jetzt die gleiche Möglichkeit zur Realisierung, die vorher für C bestanden hatte. Sie erfolgt in dem Moment, wo der Experimentator mit seinem Meßgerät das Photon B mißt – und von der der Experimentator in A keine Ahnung hatte! Der hatte die Superposition von AC durch seine – unterlassene! – Messung ja nicht „zerstört“, sondern dies dem Experimentator von B überlassen. Das Bemerkenswerte daran: Weder  der Experimentator von A noch jener von B wissen und wußten etwas über den „Zustand“ von C, bevor das Photon B durch „Teleportation“ und die Messung durch den Experimentator von B realisiert worden ist.

 

Damit ist die Heisenbergsche Unschärferelation nicht verletzt.

 

Ist Information übertragen worden?

 

Nein. Information ist vom Experimentator von B durch seine Messung erst generiert worden, die vorher (und nun tatsächlich zeitlich im mesokosmischen Sinn!) nur potentiell (also uner- und bekannt vom Experimentator von A) in Form einer Superposition möglich (!) gewesen war!

Es ist also weder kopiert, noch teleportiert, noch informiert, sondern realisiert worden. Das Photon C (eigentlich sein – uns unbekannt gewesener und unbekannt gebliebener – Quantenzustand) hat sich als Photon B realisiert und ist nicht (wie Zeilinger leider schreibt) „zerstört“ worden. Etwas, das – in unserem Sinn – nicht existiert und nur das Bild eines vermuteten Zustandes ist (mit der Wahrscheinlichkeit von 25%, entsprechend den vier möglichen Messungen), braucht aber gar nicht vernichtet werden. Durch die „Teleportation“ (wir schreiben diesen Begriff jetzt erstmals unter Gänsefüßchen) ist aufgrund der Messung des Photons B „bloß“ eine andere Möglichkeit realisiert worden, als sie das Photon durch seine bloße Verschränkung mit A gehabt hätte.

 

(30) Mögliches ist prinzipiell konjunktiv und nicht indikativ!

 

Der Faktor Zeit (= Veränderung) tritt erst durch unser Experiment auf – und spielt in der Quantenwelt überhaupt keine Rolle: Möglichkeit ist prinzipiell zeitlos – nur Realisiertes, Vereinzeltes und sich Veränderndes unterliegt der Möglichkeit der Zeitmessung: durch Selbstbewußtsein. Ohne Selbstbewußtsein auch keine Zeit.[59] Prinzipielle Zeitlosigkeit (wenn Bewegung bzw. Veränderung unmöglich sind) heißt in der Philosophie aber seit jeher ewig.[60]

 

Auch der Faktor Entfernung (Abstand) zwischen Experiment(ator) mit A und C und jenem mit B (wohin C nicht verbracht worden ist! Man kann nicht oft genug darauf hinweisen!) kommt als räumliche Distanz erst zwischen den beiden Meßgeräten zum Ausdruck. Da Quanten keine Ausdehnung haben, ununterschieden sind, somit auch nicht als vereinzelte vorgestellt werden dürften (aber werden: siehe das „Teleportations“-Experiment!) und sich nur Unterschiedliches (also realisiertes einzelnes) voneinander unterscheidet, haben sie weder ein Auseinander, noch Raum und somit auch keinen Ort, von dem weg sie verbracht werden könnten.[61]

 

Das Kontinuum des Mikrokosmos ist ort-, veränderungs- und (weil ohne Selbstbewußtsein) auch zeitlos – also ewig.

 

Sollte David Bohm mit seiner S-Matrix-Theorie das gemeint haben? Dann wäre er seiner Zeit voraus gewesen.

 

 

Fazit

 

Durch die sinnvolle Konstruktion von Apparaten ist es möglich, in unserem Raum-Veränderungs-Kontinuum instantan die Realisierung einer ursprünglichen Quantensuperposition (einer verschränkten, also unentschiedenen bzw. zufälligen Möglichkeit) in Form einer eindeutigen Messung an einem Ort hervorzurufen, der vom Ort der Herstellung dieser Superposition – theoretisch – beliebig weit entfernt sein kann. Diese scheinbare „spukhafte Fernwirkung“ (OT Albert Einstein) ist gar keine, da es in der Welt der Superpositionen (= Welt des Möglichen, der aristotelische Potentialität) weder Ort, noch Veränderung, noch Zeit gibt. Erst die Realisierung (= Materialisierung) möglicher Quantenzustände unterliegen räumlichen und dinglichen Parametern (Variablen) bzw. schaffen diese erst! Völlig inadäquat ist es daher, bekannte Variablen unseres – realisierten – Meso- und Makrokosmos auf den Mikrokosmos „übertragen“ zu wollen, da der Mikrokosmos die Welt des Noch-nicht-Realisierten und rein Möglichen ist. Wenn es ein Kontinuum gibt, dann ist es der Mikrokosmos. Da wir aber diskontinuierlich denken, können wir uns das Kontinuum nicht vorstellen.

 

Bohr hatte mit seinem Ausspruch völlig recht: „Wer von der Quantenphysik nicht schockiert ist, der hat sie nicht verstanden.“

 

 

Quintessenz

 

Beamen – das Teleportieren von Materie – ist unmöglich: weil unser Mesokosmos diskontinuierlich ist.

 

 

Ich danke Herrn Prof. Mag. Erwin Kohaut für die kritische Durchsicht dieser Arbeit, seine physikalische Beratung und seine Ermutigung, mich über dieses schwierige Thema zu machen.  Auslöser für die Beschäftigung damit war der Vortrag von Anton Zeilinger am 23. Jänner 2006 im Wiener Rathaus anläßlich einer „Wiener Vorlesung“. Dieser Abend hat mich bewogen, die Theorien des Vortragenden aus naturphilosophischer Sicht zu beleuchten. Insofern danke ich auch Herrn Univ. Prof. Dr. Anton Zeilinger.