Schach, Schachfiguren, Schachzüge und Schachgedanken als Analogien und Metaphern für Quanten und Quantenprozesse
Quanten spielen mit ihrer Identität, besser gesagt, sie halten Beobachter zum Narren, ihre fragwürdigen Existenzen stellen immer wieder neue Rätsel auf. Ihr Entdecker Max Planck bezeichnete deren theoretische Einführung um 1900 als "Akt der Verzweiflung".
Welle-Teilchen-Dualismus und Quantenmechanik
Schon Jahrhunderte vorher hatte das Wesen des Licht den Physikern viele Verständnisprobleme bereitet. Prof. Feynman fasst zusammen (1993, S. 158): "Beginnen wir mit der Geschichte des Lichts. Zunächst nahm man an, es verhalte sich ähnlich wie ein Schauer von Teilchen, von Korpuskeln, etwa wie Regen oder wie Kugeln, die aus einem Gewehr abgefeuert werden. Weitere Forschungen ergaben, daß diese Annahme nicht zutraf, daß sich das Licht vielmehr wie Wellen verhielt, beispielsweise wie Wasserwellen. Die Forschung des 20. Jahrhunderts wiederum gewann den Eindruck, daß sich Licht in vielerlei Hinsicht doch eher wie Teilchen verhielte. Ja, im Photoeffekt konnte man diese Teilchen, die Photonen, wie sie heute genannt werden, sogar zählen. Auch das Verhalten der Elektronen glich, als man sie entdeckte, exakt dem von Teilchen oder Kugeln. Weitere Forschungen jedoch, zum Beispiel die Experimente über die Beugung von Elektronen, zeigten, daß sie sich wie Wellen verhielten. Was Wunder, daß mit der Zeit die Verwirrung wuchs: Hatte man es nun mit Wellen oder mit Teilchen, mit Teilchen oder mit Wellen zu tun? Für die eine Annahme sprach soviel wie für die andere...Heute kennen wir das Verhalten von Elektronen und Licht, wissen aber nach wie vor nicht recht, wie wir es nun bezeichnen sollen. Sagen wir, sie verhalten sich wie Teilchen, erwecken wir einen falschen Eindruck; ebenso, wenn wir ihr Verhalten mit dem von Wellen vergleichen."
Lassen wir Doppelnatur des Lichts und der (sub-)atomaren Welt durch kompetente Kenner der Materie kurz vorstellen.
William Bragg (Physik-Nobelpreisträger 1915) "brachte das Dilemma der Physiker auf den Punkt, als er verzweifelt ausrief, daß er montags, mittwochs und freitags die Korpuskulartheorie des Lichts lehre, dienstags, donnerstags und samstags jedoch die Wellentheorie" (zit. nach Hey und Walters 1990, S. 51).
De Broglie schlug in seiner Dissertation (1924) das Verknüpfungskonzept "Materiewellen" vor, diese sind jedoch nur im Quantenreich erkennbar und deshalb in der Alltagswelt leider nicht als konkrete Verständnishilfe geeignet. (Guter Überblick zu Materiewellen in Greene 2000, S. 129.)
Weinberg erklärt: "Nach der Quantenmechanik sind Wellen und Teilchen nur zwei Aspekte einer und derselben zugrunde liegenden Wirklichkeit. Das mit einer Welle verbundene Teilchen ist deren Quant" (1993, S. 171).
Licht und andere elektromagnetische Wellen sowie Materie sind beides, Wellen und Teilchen, zugleich. Je nachdem in welchem Kontext man sie untersucht, zeigt die Materie Wellen- oder Teilcheneigenschaften.
Feynman, für flotte Formulierungen bekannt, meinte sarkastisch (1993, S. 159): "Immerhin können wir wenigstens eine Vereinfachung vornehmen: Elektronen verhalten sich in gewisser Hinsicht genauso wie Photonen; sie sind beide verrückt, aber beide in exakt derselben Weise."
Man erkannte schließlich, dass diese Doppelnatur nicht nur Licht und Elektronen kennzeichnete. Auch andere Elementar"teilchen" und sogar ganze Atome verhalten sich manchmal wie Partikel und manchmal wie Wellen.
Das Fehlen einer umfassenden, griffigen, allgemein akzeptierten Vorstellung von Quanten
Nobelpreisträger Schrödinger beschrieb das Fehlen eines einleuchtenden verbindenden Konzepts (1953/1991, S. 18/19): "Both the particle picture and the wave picture have true value, and we cannot give up either one or the other. But we do not know how to combine them. That the two pictures are connected is known in full generality with great precision and down to amazing details. But concerning the unification to a single, concrete, palpable picture, opinions are so strongly divided that a great many deem it altogether impossible...- nobody has yet succeeded."
Seither hat sich am Mangel eines Konzepts, das Teilchen- und Wellen-Charakter gleichzeitig konkret darstellt und allgemein verständlich abbildet, nichts geändert.
Bislang wurde probiert, die rätselhaften Erscheinungen von Quanten u.a. mittels Regen- bzw. Wassertropfen, Wasserwellen, halbtoten Katzen, Würfeln, als Kugeln, Gewehrkugeln, Billiardkugeln, als Bälle beim Torwandschiessen, durch die Metapher eines feurigen Drachens (Prof. Wheeler) und besonders ausgefallen als betrunkene Häftlinge (Susskind 2010, S. 118) zu verdeutlichen.
Der Physiker Gamow hat versucht, die merkwürdigen Gegebenheiten der Quantenwelt in Romanform zu beschreiben. Er konfrontiert seinen Helden Mr. Tomkins mit seltsamen Geschehnissen der Quantenwelt. Hier ein Beispiel: "Einer der Spieler legte eine Kugel auf den Tisch und versetzte ihr mit dem Queue einen Stoß. Zu seinem großen Erstaunen sah Mr. Tompkins, wie sich die rollende Kugel 'zu verschmieren' begann. Dies war die einzige Bezeichnung, die er für das seltsame Verhalten der Kugel finden konnte. Indem sie über das grüne Spielfeld rollte, verlor sie nämlich ihre scharfen Umrisse und schien mehr und mehr zu verschwimmen. Man hatte den Eindruck, daß es nicht eine einzige Kugel war, die da über den Tisch rollte, sondern daß es mehrere waren, die sich gegenseitig teilweise durchdrangen. Mr. Tompkins hätte ähnliches schon öfter erlebt, doch hatte er heute noch keinen einzigen Tropfen Whisky zu sich genommen. Es war ihm daher völlig unklar, wie ihm ausgerechnet jetzt etwas Derartiges passieren konnte. 'Na schön', dachte er, 'dann wollen wir erst einmal sehen, was geschieht, wenn dieses schleimige Etwas auf eine zweite Kugel trifft" (zit. nach Weinberg 1993, S. 73).
Noch ein runder Vergleich. Quanten als Mini-Fussbälle beim Torwandschiessen, "Schüsse auf das Quanten-Tor" (Wegner 1996, S. 46-50, in Bild der Wissenschaft, Nr. 3/96): "Wie Teilchen Wellen spielen, offenbart sich am einfachsten, wenn man sie auf eine kleine "Teilchen-Torwand" schiesst. Physiker nennen das ein Doppelspalt-Experiment" (S. 47).
Ich will versuchen mit Schachfiguren, Schachzügen sowie mentalen Prozessen in Gehirnen von Schachspielern Quanten und quantenmechanische Vorgänge darzustellen und zu verstehen - und damit evtl. für manche Menschen verstehbar zu machen. Ich habe auf dem (quantenmechanischen) Schachbrett schon ein bisschen herumgespielt und drauflos kombiniert:
Schach und Quantenphysik (Version 2014)
[
www.mikrowellenterror.de]
"Gott würfelt nicht" - Spielt er Schach?! - Ein Schachparadigma zur Quantenphysik
[
www.mikrowellenterror.de]
Der Quantenschmetterling - Gehirn und quantenphysikalische Vorgänge
[
www.mikrowellenterror.de]
8 mal bearbeitet. Zuletzt am 03.08.2014 08:33 von Dr. Munzert.
