Die untote Katze von Erwin Schrödinger

Dieser Beitrag hat auf den ersten Blick so gar nichts mit den üblichen Themenfeldern dieses Blogs zu tun.

Gesucht – Katze, tot und lebendig! (Quelle: know your meme)

Schrödingers halbtote Katze: das arme Tierchen miaut kläglich?

Nein, nein …denn bei Schrödingers Katze handelte es sich nicht um einen konkret durchgeführten Tierversuch, sondern um ein abstraktes (Gedanken-)Experiment aus der Physik, 1935 von Erwin Schrödinger1) vorgeschlagen: In einen nicht durchsichtigen Kasten werden eine Hauskatze, ein radioaktives Präparat, ein Detektor für die beim Zerfall erzeugte Strahlung sowie eine eine tödliche Menge Gift verbracht.
Innerhalb eines definierten Beobachtungszeitraums könnte das radioaktive Präparat zerfallen – oder eben nicht. Falls es zerfällt, wird das Gift durch den verbundenen Detektor freigesetzt und die Katze stirbt sofort. Zerfällt es nicht, überlebt die Katze. Nach den Annahmen der Quantenmechanik befindet sich der Atomkern während dieser Stunde im Zustand der Überlagerung, er ist damit gleichzeitig zerfallen und nicht zerfallen.

‚Versuchsanordnung‘

Dieses Gedankenexperiment problematisiert die direkte Übertragung quantenmechanischer Begriffe auf die makroskopische Welt:
Könnte eine Katze als makroskopisches System mit den Regeln der Quantenmechanik in entgegen jeder
Alltagserfahrung in einen Schwebezustand zwischen „lebendig“ und „tot“ gebracht werden – und sogar in diesem Zustand verbleiben, wenn das Resultat untersucht wird? Mit einem experimentellen Trick würde ein Quantenobjekt (das radioaktiv zerfallende Präparat) mit einem klassischen Objekt so verbunden, dass der Zustand des einen auch Zustand des anderen bedingt.
Die gleichzeitig tote und lebendige Katze würde erst dann auf einen eindeutigen Zustand festgelegt, wenn man den Kasten geöffnet das Resultat beobachtet, also eine Messung durchführt. 

Untot? Ohne Wechselwirkung mit der Außenwelt befände sich Schrödingers Katze in einem überlagerten Zustand.

Nur, es ist nicht möglich dergestalt zwei Systeme miteinander zu koppeln, die sich völlig verschieden verhalten: Bekanntlich nehmen komplexe makroskopische Systeme wie Säugetiere (und vermutlich alle Lebewesen) solchen Überlagerungszustände nicht ein. Quantenmechanische Phänomene lassen sich nur für (sub-)atomare Partikel nachweisen. Außerdem stellt jede Wechselwirkung des ‚klassischen Systems Katze‘ mit der Umgebung eine Art von Messung dar, wodurch die Überlagerung kollabiert. Da auch das Lebendigsein der Katze an sich eine Wechselwirkung mit der Umwelt darstellt, kommt es zu keinem „katzenweiten Überlagerungszustand“. Die arme Katze ist der Beobachter. (Vgl. Wikipedia)

Ein solches Experiment durchzuführen, wäre also nicht nur widerwärtige Tierquälerei – es wäre auch gänzlich sinnfrei. (Vgl: →“Wie groß ist Schrödingers Katze?“ auf scienceblogs.de)

Quantenphysik befasst sich mit der philosophischen Frage, ob/wie man sich eine „Nichtkatze“, d.h. Mischung aus tot und lebendig vorstellen kann. Einige Interpretationen zu Schrödingers Gedankengang sind dennoch interessant:

Die Viele-Welten-Interpretation

…geht auf den Physiker Hugh Everett zurück; sie ist eine alternative Interpretation der Quantenmechanik. Sie spricht allen möglichen Zuständen („Katze tot“ /„Katze lebendig“) gleichermaßen physikalische Realität zu. Es gibt dann tatsächlich ein Universum, in dem das Atom zerfallen ist, und eines, in dem das Atom noch nicht zerfallen ist. Im ersten Universum öffnen wir den Kasten und finden die Katze tot, im zweiten Universum ist die Katze lebendig. Unsere Erinnerungen und das, was wir als Realität wahrnehmen, entsprechen dann nur einer von unzähligen möglichen (und gleichermaßen realisierten) Geschichten des Universums:

Das Universum teilt sich in zwei Hälften, die unterschiedliche Wege einschlagen. Gemäß der Viele-Welten-Interpretation bleiben beide als gleichberechtigte Realitäten erhalten und entwickeln sich von nun an unabhängig voneinander weiter.

Die theoretische Überlegung, ob verschiedene (=individuelle) Realitäten möglich sind, fasziniert mich. Freilich lässt sich dergleichen bislang nicht naturwissenschaftlich beweisen. Und weitergehende Spekulationen sind zwar zulässig, aber es sollte nicht der Versuch unternommen werden, diese mit ‚wissenschaftlichen‘ Scheinargumenten zu untermauern. Diese lassen sich leicht entlarven und beflügeln so den Naturalismus.

Prof. Harald Lesch: Ist Schrödingers Katze wirklich tot?

Anmerkung

  1. Erwin Schrödinger (1887 – 1961) war ein österreichischer Physiker und Wissenschaftstheoretiker. Er gilt als Mitbegründer der Quantenmechanik und erhielt für die Entdeckung neuer produktiver Formen der Atomtheorie gemeinsam mit Paul Dirac 1933 den Nobelpreis für Physik.
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