SCHACH UND QUANTENPHYSIK (Version 2014)
Dr. Reinhard Munzert
"I often use the analogy of a chess game..." Prof. Richard Feynman (1989, S. 204), Physik-Nobelpreisträger.
"Das Schöne am Schach ist die Betrachtung des Spiels als kognitives Labor" Garry Kasparow (2007, S. 338), Schachweltmeister.
Der Reichtum des Schachs ermöglicht uns, es auch als Metapher oder Paradigma für wissenschaftliche Herausforderungen zu verwenden. Unsichtbare Züge, verborgene Wellen, vibrierende Felder: Das hier entstehende Projekt versucht die Quantenphysik schachspielartig zu betrachten sowie Schach quantenartig zu durchdringen. Insgesamt gilt es, erhellende Gemeinsamkeiten, Parallelen, Ähnlichkeiten und Unterschiede herauszuarbeiten. Eröffnung:
AUF DEN SCHULTERN VON RIESEN: EIN QUANTUM NEULAND
Als Heisenberg mit seiner Erforschung der Quantenmechanik begann, sah er sich 1926 vor einem "Aufbruch" in ein "neues
Land". Er schreibt: "...kann wirkliches Neuland in einer Wissenschaft wohl nur gewonnen werden, wenn man an einer
entscheidenden Stelle bereit ist, den Grund zu verlassen, auf dem die bisherige Wissenschaft ruht, und gewissermaßen ins Leere zu springen" (1988 , S. 88). Wer sich für die Verbindung von Schach und Quantenphysik engagiert, braucht solchen Wagemut nicht. Sowohl zum Schach als auch zur Quantenphysik bestehen bekanntlich umfangreiches Wissen sowie vielfältige Literatur und Quellen. Die Schnittmenge von beiden Bereichen ist bislang jedoch gering. Dennoch müssen wir nicht ins Leere springen, sondern können nach oben schauen und uns zunächst an Giganten aus beiden Gebieten orientieren.
Deshalb möchte ich erst einige grosse Meister, deren Ansichten zum Spiel, zur Quantenwelt sowie deren Bedeutung und Wirkung vorstellen: Dies sind die Physiknobelpreisträger Bohr, Born, Einstein, Feynman, Heisenberg und Schrödinger, die Professoren Hawking, Susskind, Wheeler und Zeilinger sowie andere Denker, Dichter, Spieler und Würfler. Auch die Schachweltmeister Lasker und Kasparow sowie die Schachgrossmeister Dr. Tarrasch und Dr. Hübner steuern wertvolle Züge bei. Es wird viel zitiert; damit befolgen wir auch einen Rat, den Aristoteles schon vor ca. 2300 Jahren gegeben hat: "Zuerst wollen wir prüfen, was etwa frühere Forscher an richtigen Einzelheiten ausgesprochen haben" (zit. Ausgabe 1990, S. 302). Leser und Autor stehen also "Auf den Schultern von Riesen" (Merton 1983) vgl. [
de.wikipedia.org] , das lässt uns hoffen, etwas über das Schachbrett und den Quantenschaum hinausblicken zu können. Genauer gesagt, wenn wir uns nach oben durcharbeiten, gilt vielleicht, was Newton zugeschrieben wird: "Wenn ich weiter gesehen habe als andere, so deshalb, weil ich auf den Schultern von Riesen stehe." Oder noch bescheidener ausgedrückt: "Ein Zwerg, der auf den Schultern eines Riesen steht, kann weiter sehen als der Riese selbst."
UNENTDECKTE SEHENSWÜRDIGKEITEN, MÖGLICHKEITEN UND ERSTE ERKENNTNISSE
Quanten und Schachpositionen sind Ansichtssache. Alle SchachspielerInnen, Physiker, Denker und Kritiker dürfen selbstverständlich mitmachen. Vielleicht ahnen, sehen und entdecken wir Möglichkeiten und erste Erkenntnisse zu:
# Schach als Metapher, Analogie oder Paradigma für Quantentheorie bzw. Quantenrealität
# Die Existenz aus der Information ("It from bit" Wheeler) auf Schach übertragen
# Quantenverschränkung auf 64 Feldern: Schach und Matt mit spukhafter Fernwirkung
# Zugwahl und Wellenfunktion
# Die Schachpartie als Experiment
# Das Beobachtungs- und Messproblem der Quantentheorie mittels Schachprozessen betrachtet und diskutiert
# Determinierende Tendenz trotz Quantenzufall
# Quantensprünge in neuronalen Netzen
# Struktur- und Prozessverschmelzung
# Der Quanten-Schmetterlingseffekt: Neuronen, Quanten und ordentliches Chaos [
www.mikrowellenterror.de]
# Neuronenverschränkung im Gehirn durch Quantenprozesse?
# Verschiedene Verschränkungsmechanismen und Verschränkungsmatrix
# Der Übergang von quantenmechanischen mentalen Prozessen zu handfesten Handlungen (im Schach) im und durch den Menschen
# Zur Veranschaulichung, Beschreibung oder gar Erklärung von Quantenphänomenen: Ein Schachparadigma zur Quantenphysik .
Schwindelig! Verwirrt? Kein Land in Sicht!? Willkommen im Club!
Physikprofessor Susskind warnt: "Die Quantenmechanik war mehr als ein neues Naturgesetz. Sie veränderte die Regeln der klassischen Logik, die normalen Denkregeln, die jeder geistig gesunde Mensch benutzt... Machen Sie sich darauf gefasst, dass sie Sie verwirren wird. Sie verwirrt jeden" (Susskind 2010, S. 13).
QUANTENVERSTEHER DRINGEND GESUCHT!
Legendär sind Ausführungen berühmter Quantenmechaniker über ihre Theorie. So Nobelpreisträger Gell-Mann: "Die Entdeckung der Quantenmechanik ist eine der grössten Errungenschaften der Menschheit, aber auch eine der am schwersten zu begreifenden - selbst für jene Wissenschaftler, die über Jahrzehnte hinweg tagtäglich mit ihr gearbeitet haben" (1994 , S. 189). Bereits Bohr bemerkte treffend: "...wenn man nicht zunächst über die Quantentheorie entsetzt ist, kann man sie doch unmöglich verstanden haben" (zit. nach Heisenberg 1988, S. 241). Und Quantengigant Feynman: "...kann ich mit Sicherheit behaupten, dass niemand die Quantenmechanik versteht“ (1993, S.160). Siehe auch: 100 Years of Quantum Mysteries (Tegmark & Wheeler 2001) [
webcache.googleusercontent.com] .
Manche Physiker hoffen, dass die Lösung der Deutungsprobleme von aussen kommt. So der herausragende Theoretische Physiker John Bell: "...sehr gut möglich, dass diejenigen, die sich auf diese Fragen so fixiert haben, den Lösungsweg gar nicht finden." Und: "Die Lösung unserer Probleme kommt sehr wahrscheinlich durch die Hintertür; vermutlich wird gerade jemand, der sich gar nicht mit den Schwierigkeiten beschäftigt, über die ich mir den Kopf zerbreche, plötzlich Licht sehen" (Bell in Davies & Brown 1993, S. 70).-- Vielleicht ja Schachspieler!? Einen Vorteil haben wir: Schachfiguren sind etwas handfester als Quanten und manche springen sogar herum :-).
Thomas S. Kuhn, der mit seinem Buch Die Struktur wissenschaftlicher Revolutionen, Wissenschaftsgeschichte schrieb und den Begriff Paradigmenwechsel prägte, betont: "Jede neue Auslegung der Natur...taucht zuerst im Geiste eines oder einiger weniger Individuen auf. Sie sind die ersten, die die Wissenschaft oder die Welt anders sehen lernen..." (1988, S. 155). Auf der selben Seite betrachtet Kuhn übrigens einen Wissenschaftler als Rätsellöser und vergleicht diesen mit einem Schachspieler, der "bei der Suche nach einer Lösung verschiedene mögliche Züge ausprobiert".
Das Spielmaterial: Quanten, Prinzip, Regeln und Spielleitung
Bevors richtig losgeht, erst noch das Spielmaterial beschreiben, was sind eigentlich Quanten? "Die kleinsten physikalischen Einheiten... Beispielsweise sind Photonen die Quanten des elektromagnetischen Felds" (Greene 2000, S. 487-488). "Quant (Quantum): Ein von Max Planck 1900 eingeführter Begriff zur Beschreibung unsichtbarer Energiepakete..." (Kumar 2009 , S. 463). Quanten spielen mit ihrer Identität, besonders gern spielen sie Wellen. Je nach den Umständen, unter denen sie untersucht werden, imponieren sie auf andere Weise. "Die Tatsache, daß Elektronen, Photonen und andere Quantenteilchen sich manchmal wie Wellen und manchmal wie Teilchen verhalten, ruft oft die Frage hervor, was sie denn nun 'wirklich' seien" (Davies und Brown 1993, S. 22). Eines steht fest: Quanten nehmen es mit ihrem Aufenthaltsort, der Zeit, menschlicher Logik (gesunder Menschenverstand) und ihrer eigenen Existenz nicht so genau.
Grundprinzip des Quantenverhaltens: "Ist es auch Wahnsinn, hat es doch Methode" (vgl. Shakespeares Hamlet).
Spielregeln: Sind weitgehend bekannt, aber ihren Sinn versteht bislang kein Mensch.
Neuestes Motto der Quantenfans: Small is beautiful and strange - but quantum at all scales!
Oberste Spielleitung: Gott und/oder teleologisches Prinzip & determinierende Tendenzen oder/bzw. "König Zufall" (Camus 1986, S. 47).
SCHACH UND PHYSIK
Kraft, Raum, Zeit, Relativität und Quanten im Schach
Schachmeister Tarrasch erklärt in seinem Standardwerk "Das Schachspiel" (1931): "Drei Faktoren sind es, aus denen das Schachspiel besteht, Kraft, Raum und Zeit. Die Kraft, das sind die Streitkräfte, über die jeder Spieler verfügt, die Schachsteine, die ja Symbole für Kräfte sind. Der Raum, das ist das Brett, auf dem die Steine zweckmäßig zu gruppieren sind. Und die Zeit ist, da immer abwechselnd gezogen wird, die Ausnützung des Rechtes bzw. die Erfüllung der Pflicht zu ziehen.... Die Kräfte bestehen aus Figuren oder Offizieren und Bauern" (S. 311). ..."Diese drei Faktoren wirken bei jedem Zug zusammen" (S. 327).
Dies klingt doch nach Physik!
Grundlegend sind auch ähnliche Ausführungen des russischen Schachmeisters Snosko-Borowski (1884-1954) in seinem Klassiker Das Mittelspiel im Schach (1926 bzw. 1995). Über "die Elemente des Schachs" schreibt er u.a.: "Das Schach, das tiefste aller bestehenden Spiele, verläuft in strengen Gesetzen,...ähnlich denen der Mathematik oder Mechanik [!]... Das Schach leitet seine Gesetze und Eigenschaften von seinen eigenen Bestandteilen ab, die sein Gepräge offenbar machen und seine Gesetze diktieren. Die Elemente des Schachs sind:
1. Kraft, die den Schachfiguren beigelegt ist und sich auswirkt in
2. Raum, dargestellt durch das Schachbrett, und
3. Zeit, sich zusammensetzend aus den Zügen.
Das ganze Spiel ist eine Verbindung dieser drei Elemente..." (S. 1).
Und: "Zeit und Raum sind die Bedingungen des Schachspiels. Das aktive Element ist die Kraft, die Zeit und Raum verbindet; diese beiden [Zeit und Raum] wirken durch sie [Kraft] aufeinander und zeigen sich in ihr in ihrer klarsten Form" (Snosko-Borowski 1926/1995, S. 10-11).
Relativität im Schach
Einstein war mit dem deutschen Schachweltmeister Emanuel Lasker gut bekannt. Lasker hatte sich kritisch mit dessen Relativitätstheorie auseinandergesetzt. Als ich mich zur Vorbereitung eines Vortrags mit der Beziehung zwischen Einstein und Lasker befasste, kam mir der Gedanke, dass Lasker in gewissem Sinne auch ein Relativitätsprinzip bzw. eine Relativitätstheorie entwickelt hatte, nämlich die des Schachzugs.
Lasker wählte mitunter bewußt nicht den theoretisch "absolut" richtigen, sondern den relativ zum Gegner erfolgversprechendsten und somit stärksten Zug! Im Buch "Das Schachspiel" (1931) führt Lasker bei der Beschreibung der Wirkungsweise der Schachfiguren beispielsweise aus (S. 39): "Wirkung, die auf einen Feind stößt, der für sie empfänglich oder empfindlich ist, ist das, was ich unter Kraft verstehe. Kraft ist gleichsam das Produkt von Wirkung und Empfindlichkeit. So äußert sich die Kraft im Kampfe: sie wächst sowohl mit dem Grade der Wirkung als auch mit dem Maß der Empfindlichkeit. Also etwa: eine gegen Siegfried gezückte Waffe war kraftlos, sofern sie nicht, wie in der Hand Hagens, gegen seine verwundbare Stelle eingesetzt ward."
Wie man sieht, geht es hierbei nicht um Gravitation oder Lichtgeschwindigkeit, und auch (noch) nicht um Quanten. Als ich die Schachliteratur dennoch nach Bezugnahmen auf Einstein durchforschte, fand ich eine Stelle, bei der eine "Relativitätstheorie des Schachs" schon fast zwischen den Zeilen stand (Petzold 1987, S. 227): "Einsteins Relativitätstheorie wurde zur gleichen Zeit formuliert, da Lasker am Schachbrett nach dem relativ besten Zug trachtete. Beide sahen auf ihre Weise, daß sowohl im großen Universum als auch auf dem kleinen Schachbrett alle Wertmaßstäbe vom Bezugssystem abhingen." Dies hat mich ermutigt, die Idee einer Relativitätstheorie für das Schach weiter zu verfolgen (ausführliche Darstellung des Entstehungs- und Begründungszusammenhangs in Munzert: Relativität im Schach, in Lasker, E. / Munzert, R.: Gesunder Menschenverstand im Schach & Relativität im Schach (1999, 2. Aufl. 2004). Daraus einige Auszüge:
"Der Schachweltmeister selbst stellte so etwas wie die Relativitätstheorie des Schachzuges auf, in einem Bereich, der jetzt als Schachpsychologie bezeichnet wird. Aufgrund seiner Berücksichtigung der Persönlichkeit, der Vorzüge und Schwächen seiner Kontrahenten entstand etwas, das man als "Relativitätstheorie des Schachzuges und -planes" bezeichnen kann. Diese besagt: Viele Züge sind nicht an sich gut oder schlecht, sondern erweisen sich erst in Hinblick auf den Gegner als ausgezeichnet, gut oder ungünstig! In den meisten Positionen gibt es mehrere akzeptable Zugmöglichkeiten. Man sollte unter diesen die - relativ zum Kontrahenten - erfolgversprechendste auswählen. Nicht der - objektiv betrachtet - richtig(st)e Zug ist stets der vorteilhafteste, sondern der für den konkreten Gegner unangenehmste (welcher diesen langfristig vor die größten Probleme stellt). Auch umfassende Pläne und Zugfolgen können erfolgbringend - je nach der psychologischen Einschätzung des Opponenten - vom theoretisch richtig(er)en Weg abweichen. - Es versteht sich, dass Lasker, wenn er ein Matt sah, dieses mit den objektiv richtigen Zügen, die in diesem Fall auch für den Gegner die unangenehmsten waren, herbeiführte. Oft ist der theoretisch beste Zug auch der stärkste, aber nicht immer!
Spielmann (1936/1989, S. 3) nannte Steinitz den Newton des Schachspiels (weil jener allgemeine Schachprinzipien aufstellte). Wenn ich diesen Vergleich aufgreifen darf, könnte man Lasker als den Einstein des Schachs bezeichnen. Er erkannte, dass im Schach vieles relativ ist - vor allem zum Gegner. Die Relativitätstheorie Einsteins ersetzte die (absolute) Theorie Newtons nicht, sondern ergänzte sie. Einstein erkannte, daß Raum, Zeit und Bewegung keine absoluten, sondern relative Größen sind (abhängig vom Beobachter und Zeitpunkt der Beobachtung). Viele Phänomene des Kosmos lassen sich aufgrund der Newtonschen Gravitationsgesetze dennoch gut beschreiben, erklären und voraussagen, wie die Umlaufbahnen der Planeten und Sonnenfinsternisse. Andere Vorgänge können wiederum mit der Relativitätstheorie am besten verstanden werden (z.B. die Ablenkung des Lichts durch Materie). Beide Denkansätze (der absolute und der relativistische) haben ihre Gültigkeit und schließen sich gegenseitig nicht aus.
Wie in der Physik können auch im Schach allgemeine Prinzipien (z.B. über die Beherrschung des Zentrums, die Bedeutung des Läuferpaares) und relativistische Denkweisen nebeneinander bestehen und sich ergänzen. Sie sind kompatibel und komplementär. Üblicherweise sind während einer Partie sowohl die annähernd objektive als auch die relativistische Betrachtung und Beurteilung relevant; hier herrscht kein Entweder-Oder, sondern ein Sowohl-Als-auch! Im Kopf des Schachspielers wirkt alles ganzheitlich zusammen." Soweit der Textauszug aus Munzert 1999. Und jetzt endlich, das Wenige, was ich bisher von anderen zu Schach UND Quanten fand - selbstverständlich sind weitere Fundstellen willkommen!.
"...Quanten, die wir Schachspieler Züge nennen" (Vidmar 1981, S. 20).
Der jugoslawische Grossmeister und Elektro-Ingenieur Dr. Milan Vidmar (1885-1962) befasste sich in seinem Erinnerungsbuch Goldene Schachzeiten auf einigen Seiten, ähnlich wie Tarrasch und Snosko-Borowski, mit Raum, Zeit und Kraft im Schach. Er bezeichnet das Schachbrett, als "Lebensraum der Schachpartie" (S. 22); das Leben der Partie setzt sich aus Figuren bzw. deren Kraft sowie der Zeit zusammen: "...Figuren, die in Wirklichkeit nur Träger verschiedenartiger Kräfte sind, und aus der ablaufenden Zeit, in der sich das Partieleben abwickelt, und die deutlich wahrnehmbar (zerfällt) aus Teilchen - der Physiker würde sagen aus Quanten -, die wir Schachspieler Züge nennen..." (1981, S. 20).
Vidmar führt höchst interessant in Hinblick auf Schach und Quantenphysik aus: "Die Schachpartie ist nach all dem eine unheimliche Miniatur des Weltalllebens, sie ist allerdings auch eine wertvolle Miniatur des menschlichen Lebens. Im winzigen Schachweltall ist alles gequantelt, d.h. aus diskreten Teilen zusammengesetzt; sogar die Zeit, aber auch der Raum. Die neuzeitige Physik steuert tiefer und tiefer in das Quanteln, in das Auflösen in diskrete Teilchen hinein...und längst ist es nicht mehr wahr, was noch vor einem Jahrhundert unantastbar erschien, nämlich die Behauptung 'natura non facit saltus' (Die Natur macht keine Sprünge). Die Schachwelt verwirklicht ihre 'saltus' in den Zügen" (1981, S. 23).
Quanten und Schachspieler probieren alle möglichen Wege
Vor etwa 20 Jahren las ich in dem Buch Der Geist im Atom (Davies & Brown 1993) in Hinblick auf das berühmte Doppelspalt-Experiment (siehe unten) der Quantenphysik folgendes (S. 20): "Es kann zweckdienlich sein, sich vorzustellen, dass jedem Teilchen unendlich viele Bahnen zugeordnet sind... Die Unbestimmtheit seiner Aktivität ermöglicht ihm, viele verschiedene Bahnen abzutasten".
Dabei dachte ich seltsamerweise sofort - durch einen Quanteneffekt in meinem Gehirn? - an die Variantenberechnung eines Schachspielers bei der Analyse der Position (Berechnung und Bewertung von Schachzügen / Planung bzw. Strategie und Taktik). Dann kam mir dazu auch das allgemeine Planen und Handeln von Menschen in den "Sinn": Pläne, Wege, Ziele.
Bald fand ich eine entsprechende Abbildung zur Quantenphysik in Davies Die Urkraft (1990, S. 309 muss noch eingefügt werden), darunter u.a. ähnlich der obigen Formulierung: "Das Teilchen 'tastet' alle möglichen Wege von A nach B 'aus'".
Meine Analogie: Ausgang der Berechnungen (Gedankenbewegungen) ist die aktuelle Lage A auf dem Brett und B der nächste Zug, der ausgeführt werden soll.
Greene gebraucht statt ab- bzw. austasten, das besser zum Schachdenken passende Verb ausprobieren (2000, S. 137): "nach Feynman ist es so, dass das Elektron jede mögliche Bahn zwischen Ausgangs- und Endpunkt 'ausprobiert'".
Das Mögliche und das Wirkliche
Heisenberg (1988, S. 82) erinnert sich an eine Aussage Einsteins, die auch ein zentrales Prinzip der Quantentheorie darstellt: "Das Mögliche, das zu Erwartende, ist ein wichtiger Bestandteil unserer Wirklichkeit, der nicht neben dem Faktischen einfach vergessen werden darf." Heisenberg selbst betont (1988, S. 283): "... die Wellenfunktion der Quantentheorie stellt das Mögliche und nicht das Faktische dar". Einstein und Infeld nochmals zur Quantenphysik: "Nicht Eigenschaften, sondern Wahrscheinlichkeiten werden beschrieben..." (1987, S. 258).
Auch hier gibt es Parallelen zum Schach. So versuchen Schachspieler immer wieder aus einem Meer an Möglichkeiten, die Beste oder wenigstens eine Erfolgversprechende zu realisieren. Wahrscheinlichkeiten statt Sicherheiten sind die Basis des Handelns und Hoffens. Silbermann und Unzicker (1979, S. 351): "Die eigentliche Dimension des Schachs ist die Zukunft. Nicht die Stellung der Figuren auf dem Brett, sondern jene Position, zu der die Spieler nach Durchrechnung oft sehr komplizierter Zugreihen in Gedanken gelangen, bestimmt die Wahl des Zuges. ... die gegebene Stellung - die Gegenwart - (dient) der Erkenntnis kommender Dinge."
Für beide, Quantenphysik und Schach, kann man kurz festhalten: Nicht nur was ist, ist real, auch was möglich ist, ist realistisch.
Nach einigen Vorbereitungszügen auf mentalen und Quantenfeldern werden wir uns wieder mit Schach und Quantenphysik befassen und das grösste Bollwerk ("stonewall" ) gegen das Verstehen der Quantenphysik unerschrocken angreifen: Die spukhafte Fernwirkung durch Quantenverschränkung. - Bei anderer geheimnisvoller Materie ist es reizvoll manche Unterschiede zwischen Quantenmechanik und Schach darzustellen.
DER MENSCHLICHE FAKTOR
Der mentale Hauch der Spieler
Bei Lasker wird besonders deutlich, dass trotz aller "Schachphysik" der entscheidende Faktor beim Schachspielen bekanntlich die Spieler sind bzw. "der vorausdenkende, gestaltende Menschengeist, der erst den toten Steinen Leben einhaucht", wie Großmeister Réti (1922 / 1978, S. 17) so schön formulierte. Es ist klar, dass Schach ohne Spieler nur eine hölzerne Theorie wäre, also denkende und handelnde Akteure benötigt, die die Figuren mental und konkret bewegen. (Zu Schachcomputern bzw. -Programmen kommen wir noch.)
Schachspielen als Handeln
Schachzüge werden in der Schachliteratur oft als Handlungen oder englisch "actions" bezeichnet. "Jeder Zug ist ein bewusstes Handeln" (Silbermann und Unzicker 1979, S. 331). Großmeister Fine (1989, S. 1) betrachtet Schach als "combination of theory and action" und spricht von "action or moves in chess".
Auch der erste Schachweltmeister Steinitz beschreibt die Schachzüge als "movements or actions" (1889, S. XXVII) und führt gleichzeitig als weiteres wesentliches Element die Spielregeln sowie die gleiche Ausgangsverteilung der Streitkräfte an: "Both parties are placed on a perfectly equal footing on starting, as regards the forces and their respective powers, and the same rules regulate the movements or actions of the combatants".
Das Umsetzen von Gedanken in Handlungen
Linder erklärt zutreffend: "...erfolgt in der ganzen Schachpartie ein fortwährendes Umsetzen von Gedanken in Handlungen" (1986, S. 72).
Wobei wir wieder bei Einstein sind: "Schach ist das schnellste Spiel der Welt, weil man in jeder Sekunde Tausende von Gedanken ordnen muss." [
www.lichtentanne-schach.de] . Einmal wird Einstein in diesem Kontext auch so interpretiert: "Ein Zug auf dem Brett sind hundert Züge im Kopf." [
www.zeit.de] .
EWIGES UND HISTORISCHES: HOCH AKTUELL
"Gott würfelt nicht" - Spielt er Schach?! Das schnelle Schachspiel der Götter
Einstein: "Ich möchte wissen, wie Gott diese Welt erschaffen hat... Ich möchte seine Gedanken kennen, alles Übrige sind nur Einzelheiten" (in Kumar 2009, S. 395, Orig. 1944). Nobelpreisträger Feynman schlägt folgende Strategie vor: "Betrachten wir die Physik oder lieber die Natur als ein riesengrosses Schachspiel mit Millionen und Abermillionen Steinen, dessen Regeln wir herausfinden möchten. Die grossen Götter, die dieses Schach spielen, sind sehr rasch, und wir haben unsere liebe Not, die Züge zu beobachten und etwas mitzubekommen" (1993, S. 77-78, Vom Wesen physikalischer Gesetze).
Klingt quantenschnell! Aber erst mal entschleunigen: Wenn man Schach, Quanten und die Welt simultan analysieren will, und Gott auch noch im Spiel ist, brauchen selbst schnelle Denker etwas Bedenkzeit. Wir Schachspieler mögen zwar komplizerte Probleme, neigen aber zum Grübeln beim Finden "brillanter" Kombinationen; Blitz- und Quantenschach kommen erst später. Feynman sagt ja selbst in Hinblick auf die Rätsel der Quantenphysik: "lehnen Sie sich entspannt zurück und geniessen Sie" (1993, S. 160).
Würfelt Gott?
Heisenberg (1988, S. 100) erinnert sich: "'Gott würfelt nicht', das war ein Grundsatz, der für Einstein unerschütterlich feststand, an dem er nicht rütteln lassen wollte. Bohr konnte darauf nur antworten: 'Aber es kann doch nicht unsere Aufgabe sein, Gott vorzuschreiben, wie Er die Welt regieren soll'".
Einstein war überzeugt, dass es im Naturgeschehen keine Zufallseinflüsse gebe. Im Kosmos, im Weltgeschehen und der Physik sei Alles durch Naturgesetze deterministisch festgelegt. Er beschrieb 1926 die erste Variante seiner Darstellung, dass Gott nichts vom Zufall hält, in einem Brief an den Quantenphysiker Max Born: "Die Quantenmechanik ist sehr Achtung gebietend. Aber eine innere Stimme sagt mir, dass das noch nicht der wahre Jakob ist. Die Theorie liefert viel, aber dem Geheimnis des Alten bringt sie uns kaum näher. Jedenfalls bin ich überzeugt, dass der Alte nicht würfelt" (in Einstein-Born Briefwechsel erg S. 241.). Was aber ist das Geheimnis des Ewigen? Spielt er mit uns - vielleicht (kosmisches) Schach - gar mit dem ganzen Multiversum? Diese Frage sei vorerst in den Raum gestellt. Wir werden uns, falls wir jemals auf den Schultern von Titanen stehen, wieder damit befassen! Der Physiker und Priester John Polkinghorne ist jedenfalls überzeugt, dass Gott stets mitmacht: "Man kann begründet davon ausgehen, dass der Schöpfer innerhalb der offenen Struktur der geschaffenen Natur wirklichkeitsgestaltend gegenwärtig ist" , [
www.theologie-naturwissenschaften.de] .
Einsteins Briefpartner Born sah es locker (nach Pagels 1984, S. 80): "Wenn Gott die Welt auch als vollkommenen Mechanismus schuf, so hat er doch wenigstens unserem unzulänglichen Verstand zugestanden, dass wir, um kleine Teile dieser Welt vorherzusagen...mit ganz gutem Erfolg auch würfeln können". Einstein glaubte nicht an "das fundamentale Würfelspiel" und schrieb wiederum: "Du glaubst an den würfelnden Gott und ich an volle Gesetzlichkeit in einer Welt von etwas objectiv Seienden..." (Brief von Einstein an Born 1944, in Kumar 2009, S. 397).
Auch Niels Bohr hatte 1949 noch eine Erwiderung: "In meiner frechen Weise möchte ich sogar sagen, daß niemand – und nicht einmal der liebe Gott selber – wissen kann, was ein Wort wie würfeln in diesem Zusammenhang heißen soll" (in Niels Bohr: Collected Works: Foundations of Quantum Physics II, 1933–1958, Bd. 7.)
Quantensprünge statt Würfel
Vielleicht ist es besser im Kontext der Quantenmechanik statt von Würfeln von Quantensprüngen zu sprechen. Ein wesentlicher Vorgang bei quantenphysikalischen Abläufen sind Quantensprünge. Im Vergleich zum zufälligen Würfeln erfolgen diese immerhin nach bestimmten Regeln. "Quantensprung: Der Wechsel eines Elektrons zwischen zwei Energieniveaus im Innern eines Atoms oder Moleküls als Folge der Emission oder Absorption eines Photons" (Kumar 2009, S. 464). Wenngleich diese Springerei auch schon Schrödinger (1926) auf die Nerven ging: "Wenn es bei dieser verdammten Quantenspringerei bleiben soll, so bedaure ich, mich mit der Quantentheorie überhaupt befaßt zu haben".
Spielt Gott überhaupt?
Hawking bemerkt: "Doch alles spricht dafür, daß Gott ein unverbesserlicher Spieler ist und bei jeder sich bietenden Gelegenheit würfelt" (1996 in Sechs Essays, S. 34). Und: "Gott würfelt nicht nur, er wirft die Würfel sogar manchmal so, daß man sie nicht sehen kann" (Der Spiegel 1984,Nr. 35. [www.spiegel.de] ). Hierzu wieder eine klassische Bemerkung Einsteins: "Raffiniert ist der Herrgott, aber boshaft ist er nicht", die dieser schon vorausblickend 1921, lange vor der Geburt Hawkings, geäussert hatte. - Was auch immer: Gott spielt wohl nach eigenen Regeln!
Nun zum "schachspielartigen" Jahrhundertmatch zwischen Einstein und Bohr um Bedeutung und Interpretation der Quantenmechanik.
LEGENDÄRE KONFERENZ und VERLÄNGERTES JAHRHUNDERTMATCH
Zum grossen Duell auf dem quantenphysikalischen Schachbrett kam es bei der legendären Konferenz über Elektronen und
Photonen in Brüssel 1927. Diese Tagung war der Höhepunkt des "aufregendsten Abschnitt(s) in der Geschichte der Physik"
wie Kumar (2009 S. 9) festhält. Die Konferenz war der Quantenmechanik und den damit verbundenen Fragen gewidmet. Es
"...standen das Wesen der Wirklichkeit und die Seele der Physik auf dem Spiel" (Kumar 2009, S. 9).
Besonders geistreich und konträr war die "Partie Quantenschach" zwischen Einstein und Bohr, wie Kumar (2009, S. 324) die
fortgesetzte intellektuelle Auseinandersetzung der meisterlichen Physiker bezeichnete. Diese Debatte ging noch jahrzehntelang weiter: eine besondere Jahrhundertpartie. "Bohr und Einstein trugen die Hauptlast dieses Kampfes um die neue Deutung der Quantentheorie" (Heisenberg 1988, S. 99).
Einstein tauschte mit Bohr und anderen Physikern eine Folge von Argumenten und Erwiderungen aus. "Dabei griff er zu seiner Lieblingstaktik - dem hypothetischen Gedankenexperiment im Labor des Geistes" (Kumar 2009, S. 321). Einstein "ersann immer neue Gedankenexperimente, die die Kopenhagener Deutung aushebeln sollten. Auf der Solvay-Konferenz in Brüssel 1927 lieferte er sich erbitterte Rededuelle mit Bohr" (Lublinski 1996, S. 43). Prof. Paul Ehrenfest erlebte die Debatte der Gegenspieler (nach Kumar 2009, S. 334) so: "Herrlich war es für mich den Zwiegesprächen zwischen Einstein und Bohr beizuwohnen. Schachspielartig. Einstein immer neue Beispiele... Bohr stets...die Werkzeuge heraussuchend, um Beispiel nach Beispiel zu zerbrechen".
Wie im wirklichen Schach gab es dabei manchmal falsche Züge bzw. Argumente: "...Bohr (machte) einen fragwürdigen Zug in seiner Partie Quantenschach mit Einstein. Die Siegprämie war einfach zu hoch" (Kumar 2009, S. 332).
Ergänzt sei hier die allgemeine Charakterisierung der beiden durch den Physiker Pais, der Einstein und Bohr persönlich gut kannte: "Each had...pleasure in play. They took science very seriously, but to them it was ultimately a game" (zit. nach Morrison 1992, S. 128).
Heisenberg (1988, S. 99) gebrauchte in Hinblick auf die Einsteinschen Gedankenexperimente und deren Abwehr die Redewendung von einem "Spiel", das einige Tage fortgesetzt wurde. Er konnte nicht ahnen, dass jenes Match noch Jahrzehnte andauern sollte und - genau betrachtet - mit anderen Akteuren gespielt, noch heute nicht entschieden ist. Debatten, Gedankenspiele, subtile und gigantische Experimente um die Quantenphysik dauern immer noch an und niemand hat bis heute die entscheidende Kombination, den Gewinnweg zur Wahrheit gefunden! Wie schon damals stehen im Zentrum das Doppelspalt-Experiment, Quantenverschränkung und "spukhafte Fernwirkungen".
DAS DOPPELSPALT-EXPERIMENT
Einstein erweiterte einen klassischen Versuch über die Wellennatur des Lichts (Young 1803), bei dem Licht durch zwei Spalte gestrahlt wird, zum gedanklichen Doppelspalt-Experiment. Dieses Experiment, inzwischen vielfach in Forschungslabors tatsächlich ausgeführt, demonstriert zentrale Phänomene/ Prozesse/ Merkmale der Quantenmechanik. Feynman erklärt seinen Lesern, "dass es das ganze Geheimnis der Quantenmechanik enthält und Sie damit auf sämtliche Paradoxe, Geheimnisse und Absonderlichkeiten der Natur hundertprozentig vorbereitet sind" (1993, S. 160). Vielen Freunden der Physik ist der Versuchsaufbau bekannt. Er findet sich in zahlreichen Büchern und Veröffentlichungen. Wer ihn noch nicht kennt, liest bei Meister Feynman nach. Sogar noch besser sind Darstellung, Erläuterungen und Abbildungen vielleicht in Greene: Das elegante Universum (2000, S. 122-128 & 135-137).
In einem weiteren Text (in Vorbereitung) beschäftige ich mich ausführlich mit dem zentralen Experiment der Quantenphysik: Vom Doppelspalt-Experiment zum kosmischen Doppelgänger. Eng mit dem Doppelspalt-Experiment in Zusammenhang steht die Frage nach der Natur / Form der Quanten:
WELLE ODER TEILCHEN? BEIDES ODER KEINES?
Zur Doppelnatur des Lichts, elektromagnetischer Wellen und der (sub-)atomaren Materie:
Das Licht hat den Physikern viele Rätsel aufgegeben. Feynman beschreibt dies folgendermaßen (1993, S. 158):
"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."
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). Feynman, für flotte Formulierungen bekannt, meint (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."
Das sonderbare Wesen des Lichts wird mittlerweile als Doppelnatur bezeichnet. (Licht und andere elektromagnetische Wellen bestehen aus Photonen bzw. Quanten - also winzigen Energiepaketen - die sich auch wellenartig zeigen/verhalten können.)
Zur Natur des Elektrons hält ein weiterer Physiknobelpreisträger quantenmechanisch uneindeutig fest (Wilczek 2013): "Die moderne Quantentheorie bekräftigt Bohrs Idee, dass das, was man sieht, davon abhängt, wie man es sich ansieht... Also, was ist nun ein Elektron? Es ist ein Teilchen und eine Welle; es ist denkbar einfach und unvorstellbar komplex; es ist genau verstanden und absolut geheimnisvoll; es ist unteilbar und neigt zur kreativen Fragmentierung. Keine einzige Antwort wird der Realität gerecht". [www.spektrum.de]
Ausnahmsweise darf ich einen Nobelpreisträger beim letzten Satz des Zitats zur Optimierung mit einem Wort ergänzen: allein. Mein Vorschlag also: Keine einzige Antwort - allein! - wird der Realität gerecht. Manche Aspekte sind komplementär - wie schon Bohr erkannte.
Wir kennen das von uns Menschen: (Gegensätzliche) Eigenschaften ergänzen sich [www.gss.ucsb.edu] . .
Allerdings macht diese Mehrfach-Natur von Quanten und Menschen jeweils auch beträchtliche Probleme beim Verstehen der Sachverhalte und der Interpretation der Theorie(n) vgl. [
www.mikrowellenterror.de] . Wobei wir beim Deutungsproblem der Quantenphysik sind.
SCHWIERIGE QUANTENPROZESSE: DEUTUNG and BEYOND
Quanten-Forscher Feynman warnt seine Leser und Hörer, sich selbst sowie den Rest der Menschheit in Hinblick auf die Rätsel der Quantenmechanik: "Also fragen Sie sich nicht dauernd, wenn Sie es fertigbringen: 'Aber wie ist das denn möglich?' Das führt in eine Sackgasse, aus der noch keiner wieder herausgekommen ist. Niemand weiß, wieso es so sein kann, wie es ist" (1993, S. 160). Bei Feynman, dem genialen Spötter, weiss man nicht, wie ernst er die Warnung wirklich gemeint hat. Aber Hey & Walters (1990, S. 19) behaupten tatsächlich: "Wir müssen jegliche Hoffnung aufgeben, die Vorgänge auf atomarer Ebene mit unseren gängigen Begriffen und Vorstellungen wie Teilchen und Wellen anschaulich beschreiben zu können".
Als Schachspieler kann ich da nur die alte Erkenntnis hervorholen, dass durch Aufgeben noch nie eine Partie gewonnen wurde. Nö, nicht mit mir! Ich denke erst ein Vierteljahrhundert über die Beziehungen zwischen Schach und Quantenphysik nach und höchstens gefühlte 1000 Stunden
über Quantenverschränkung. Bitte keine Quantenhektik. (Das indische Schachproblem [
de.wikipedia.org] konnte bei Erstveröffentlichung auch niemand lösen, später gings dann doch! Wir kommen darauf zurück, genauso wie auf Fesselungen, "spooky action at a distance" beim Schach und andere quantencoole Sachen.)
Mittlerweile gibt es eine Vielfalt an Ansätzen zur Erklärung von Quantenprozessen und zur Interpretation der Quantentheorie; guter Überblick in Brooks 2011, siehe auch [
de.wikipedia.org] .
QUANTENPHYSIK, INFORMATION UND WIRKLICHKEIT
"Information ist der Urstoff des Universums“ und „Wirklichkeit und Information sind dasselbe“ Anton Zeilinger. Siehe dazu auch folgenden Interview-Auszug (2003): "Für mich sind Wirklichkeit und Information untrennbar wie die zwei Seiten ein und derselben Medaille. Letztlich wird es eines Tages möglich sein, die gesamte Physik, ja sogar alle Naturwissenschaften, in der Sprache der Information auszudrücken...Der Beobachter hat in der Quantenphysik einen viel größeren Einfluss als zuvor, jedoch keinen unbegrenzten... Information ist nicht nur rein subjektiv. Sie ist zwar die Information, die jemand besitzt, aber sie ist gleichzeitig auch Information über etwas – eben über die Wirklichkeit." [
www.bild-der-wissenschaft.de]
Das BIT, Quant der Informationstheorie
Ein herausragender Pionier des Quantum-Information-Ansatzes war der Princeton Physiker John A. Wheeler, sehr kreativ und meist seiner Zeit um Jahrzehnte voraus. Er prägte z. B. das astronomische Konzept 'Schwarzes Loch' und den 'Quantenschaum'.- Wheeler verband die Quantenphysik mit der damals entstehenden Informationstheorie. "Wheeler began to draw his colleagues' attention to some intriguing analogies between physics and information theory, which was first proposed by Claude E. Shannon of Bell Laboratories in 1948. Just as physics builds on an elementary, indivisible entity that depends on the act of observation—namely, the quantum—so does information theory. Its 'quantum' is the binary unit, or bit, which is a message representing one of two choices: heads or tails, yes or no, 0 or 1." [
www.scientificamerican.com] . Nach Wheeler ist die binäre Einheit, das bit, also das Quant der Informationstheorie (vgl. Horgan 1997, S. 136).
Der Wissenschaftsautor Horgan, der ein ausführliches Interview mit Wheeler geführt hatte, schreibt zu dessen Sichtweise: "Gemass dem Slogan 'the it from bit' ('das Es aus dem Bit') erzeugen wir mit den Fragen, die wir stellen, nicht nur die Wahrheit, sondern sogar die Wirklichkeit selbst - das 'It' " (Horgan 1997, S. 140). Wir werden sehen, dass beim Schachspielen die Fragen an die Position und die Antworten, die wir uns selbst bzw. der jeweilige Gegner gibt, auch (zum Teil) die Wirklichkeit der Partie erzeugen.
Auch der moderne Quanteninformations-Ansatz (quantum information) betrachtet Quantensysteme als Träger von Informationen: "At the heart of this field is the phenomenon of entanglement, where the information about the properties of a set of quantum particles becomes shared between all of them... One implication of quantum information experiments seems to be that information held in quantum particles lies at the root of reality" (Brooks 2011, S. 32).
Ganzheitlichkeit und Quantentheorie als Physik der Beziehungen
"Das Teil hat...für sich allein keine Bedeutung, sondern nur in Verbindung mit dem Ganzen. Dieser ganzheitliche Charakter der Quantenphysik..." (Davies & Brown. Der Geist im Atom 1993, S. 23).
Dazu Prof. Görnitz in Quanten sind anders (1999): "Quantentheorie als Theorie der Beziehungen" (S. 101). "Im Gegensatz zur klassischen Naturwissenschaft, die ich als Physik der Objekte gekennzeichnet habe, soll die Quantentheorie als eine Physik der Beziehungen vorgestellt werden... Üblicherweise spricht man, wenn 'das Ganze mehr ist als die Summe seiner Teile', von einer holistischen Struktur. Dies trifft auf die Quantenphysik zu!" (S. 106-107), siehe auch die Abbildung "Charakterisierung eines Quantensystems" auf S. 108 des Buchs.
Quantenphysik bei grösseren Objekten und Lebewesen: "quantum at all scales"
"Quantum mechanics is not just about tiny particles. It applies to things of all sizes: birds, plants, maybe even people...
Over the past several years experimentalists have seen quantum effects in a growing number of macroscopic systems. The quintessential quantum effect, entanglement, can occur in large systems..." (Vidral 2011, S. 20).
Vedral: Living in a Quantum World. Scientific American, S. 20-25, June (2011).
Die Ansätze zur Quanteninformation, zum ganzheitlichen Quantengeschehen, den Beziehungsaspekten der Quantentheorie sowie "quantum at all scales" sind für jemanden, der sich mit Schach und Quantenphysik beschäftigt natürlich besonders relevant und willkommen. Wir werden darauf eingehen.
QUANTENVERSCHRÄNKUNG UND "SPUKHAFTE FERNWIRKUNGEN"
Der Philosoph und Physiker C.F. von Weizsäcker hält fest, "dass die Quantentheorie einen Deutungs-Schock erzeugt hat" (1996, S. 202). Der grösste Quanten-Schocker ist die "spukhafte Fernwirkung" aufgrund von Quantenverschränkung. "Verschränkung: Quantenphänomen, bei dem zwei oder mehr Teilchen unauflöslich verbunden bleiben, so weit sie auch voneinander entfernt sein mögen" (Kumar 2009, S. 468).
Und aus dem Quanten-ABC [
www.wissenschaft.de] : "Verschränkung auch 'Entanglement' genannt. Eine 'spukhafte' Kopplung von Quantenzuständen, mitunter über weite Entfernungen (Nichtlokalität)... Verschränkung ist ein zentrales Merkmal der Quantenphänomene und die Voraussetzung für Computer,... und Teleportation auf Quantenbasis" (Vaas 2003, S. 65). In Physikkreisen besteht weitgehend Übereinstimmung, dass die (jeweils augenblickliche) Fernwirkung auf weite Distanzen OHNE Informationsübermittlung bzw. Signal- oder sonstige bekannte Wirkung stattfindet!
Einstein bezeichnete dieses real-existierende, äusserst wichtige Quantenphänomen wenig verständnisvoll als "spukhafte Fernwirkungen" (im Briefwechsel mit Born) und genial formuliert als "spooky action at a distance". NewScientist: "It is entanglement: the idea that particles can be linked in such a way that changing the quantum state of one instantaneously affects the other, even if they are light years apart" [
www.newscientist.com] . Vielleicht kann ich Herzen und Hirne von Schachspielern oder Problemlösern durch eine poetische Umschreibung eines verschränkten Quantensystems dazu erwärmen, sich mit den Wundern, Rätseln und geistigen Herausforderungen der Quantenverschränkung zu befassen: "Zwei Herzen, die sich einmal fanden, sind durch ihre Begegnung verwandelt. In der Vereinigung für alle Zeiten geprägt, bilden sie ein untrennbares Ganzes" (Klein 1993, S. 149).
Als Schrödinger das Konzept der Verschränkung verwendete, dachte er vermutlich nicht an Romantik; Zeilinger erklärt: "Der österreichische Physiker Erwin Schrödinger hat den Begriff 1935 eingeführt, und er hat auch gleich gesagt, dass die Verschränkung jenes Phänomen der Quantenphysik ist, das uns zwingt, von all unseren liebgewordenen Vorstellungen über die Welt Abschied zu nehmen" (Zeilinger 2005). Selbst hartnäckige Quantenversteher können bislang die Quantenverschränkung nicht wirklich erklären. Prof. Zeilinger (2005, in Spiegel-Bericht): "Richtig vorstellen kann auch ich mir nicht, was bei diesem Vorgang jenseits von Zeit und Raum vor sich geht."
Niemand kann bisher leider beschreiben oder gar erklären, wie die spukhafte Fernwirkung funktioniert. Also hab ich mir nach vielen ergebnislosen (eigenen) Beschreibungsversuchen, diese Analogie mit Hilfe des Schachs ausgedacht bzw. einfallen lassen (müssen):
SCHACH UND QUANTENVERSCHRÄNKUNG - EIN GEDANKENEXPERIMENT
Schachgebot mit Fernwirkung
Betrachten wir das Schach bieten als Wirkung einer Schachfigur. Einfachst dargestellt mit zwei Figuren: Weisser Turm steht auf Feld d1, schwarzer König steht auf e8. Turm zieht auf e1 und bietet auf der offenen e-Linie, auf der keine weiteren Steine stehen, dem gegnerischen König Schach: Turm d1-e1 Schach! Durch den Zug entseht die Wirkung, sofort!
Die Dehnung der Schachzone - Spukhafte Schachwirkung
Stellen wir uns nun vor, das Schachbrett hätte grössere Felder als üblich, so dass sich der schachbietente Turm und der König auf 10 oder 100 Meter Entfernung gegenüber stehen. Das Schach tritt durch den Zug des Turmes selbstverständlich trotzdem sofort ein, und zwar (auch) ohne Informationsübertragung an den schwarzen König oder den Spieler mit den schwarzen Steinen.
Würde der Schach"raum" und die offene e-Linie bis zum Mars reichen oder gar bis zum Rande (falls vorhanden) des Kosmos: das Schachgebot ist stets sofort wirksam, auch wenn die Information "Schach!" noch Sekunden, Stunden oder Jahrmillionen zum Spielpartner unterwegs ist.
Information braucht man zur Feststellung der Lage, der Stellung auf dem Brett, aber nicht zur Erreichung der Wirkung nach dem Schachgebot. Ein Mechanismus, der über weite Entfernungen ohne Informationsübermittlung sofortige Wirkung erzielt!? Ist das eine spukhafte Fernwirkung, wenn man die Turm-König-Raum-Beziehung als verschränktes System betrachtet? - So habe ich mir jedenfalls nach vielen Gedanken-Experimenten die SOFORTIGE "spukhafte" Fernwirkung OHNE Informationsübermittlung endlich vorstellen können. Genau betrachtet erscheint die Fernwirkung keineswegs spukhaft, allenfalls der schachartige Mechanismus? dafür.
Wie ist es möglich, dass ohne Informationsübermittlung eine augenblickliche Zustandsänderung auf grosse Entfernung (Fernwirkung) erreicht wird? Ob die Spukhafte Schachwirkung als Analogie oder sogar als anschauliches Beispiel für einen Mechanismus der Quantenmechanik betrachtet werden kann, wird sich noch herausstellen; besonders wenn wir Quantenprozesse in Gehirnen von Schachspielern berücksichtigen.
Schachmatt - Ein weiteres Gedankenexperiment
Matt mit spukhafter Fernwirkung: sofortige Wirkung ohne Informationsübertragung bei Schachpartie mit Roboter Curiosity auf dem Mars. Nehmen wir an, Curiosity hätte auch ein Schachprogramm dabei und spielt via Funk (elektromagnetische Wellen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit) mit der Bodenstation. Diese setzt ihn Matt. Durch den Zug entseht die Wirkung auch auf Entfernung ohne Verzögerung. Schachmatt tritt sofort ein, laut Wikipedia: "Ein Schachmatt (oft auch einfach nur Matt) ist eine Stellung im Schachspiel, in der ein König im Schach steht und es keinen regelgerechten Zug gibt, dieses Schachgebot aufzuheben. Mit einem Schachmatt ist die Partie beendet und für den Spieler, dessen König schachmatt gesetzt wurde, verloren."
Das gilt auch wenn der Gegner auf dem Mars von der Erde aus Matt gesetzt wird. Chess entanglement: Spooky checkmate at a distance! Curiosity ist schon augenblicklich matt, auch wenn er es noch nicht weiss. - Jeder Schachzug wirkt sofort im erweiterten Schachraum!
DIE EXISTENZ AUS DER INFORMATION ("It from bit" Wheeler) AUF SCHACH ÜBERTRAGEN
Einstein fragte eimmal: "Gibt es den Mond nur, wenn wir ihn ansehen?" (zit. nach Kumar 2009, S. 422). Damit brachte er ein starkes Argument in die Debatte um das Wesen der Wirklichkeit (siehe oben) ein, mit dem er ausdrücken wollte, dass er eine Grundannahme der Quantenphysik weiterhin nicht zu akzeptieren vermochte: Dass erst durch Beobachtung / Messung die Möglichkeit zur Realität wird, z.B. bei Elektronen, Photonen oder dem ganzen Kosmos. "Gemäss Kopenhagener Deutung besitzen Teilchen keine unabhängige Wirklichkeit, keine Eigenschaften, solange sie nicht beobachtet werden" (Kumar 2009, S. 376).
Einstein und viele andere sehen es als Aufgabe der Physik an, konkrete Aussagen über die Realität zu machen. Niels Bohr war hingegen überzeugt: "Es ist falsch zu denken, es wäre Aufgabe der Physik herauszufinden, wie die Natur beschaffen ist. Aufgabe ist vielmehr, herauszufinden, was wir über die Natur sagen können."
Zur Existenz und Aktivität von Schachfiguren sowie Schachprozessen
Zurück zu Altmeister Wheeler. Susskind bemerkt ( 2010, S. 161): "Wheeler glaubte, dass alle materiellen Objekte sich aus Informationsbits zusammensetzten, und er drückte seine Idee durch diesen Slogan aus: 'It from bit'. - Das Seiende beruht auf Information."
Ich übersetze es meist mit 'die Existenz aus der Information'; in manchen Kontexten kann man es auch treffend als 'Existenz aus der Frage' oder 'Fakt durch Fragen' interpretieren. Allerdings braucht man zum erfolgreichen Geistesduell Schach noch viel mehr als Informationen, nämlich gute Einfälle, starke Aktionen bzw. Züge und meist mentale Stärke.
Möglicherweise können wir mit Hilfe des Schachs bzw. (realer?) Schachfiguren und geistreicher Kombinationen zur Entwirrung der Wesenszüge der Wirklichkeit beitragen. Variieren wir Einsteins ironische Frage: Gibt es Schachfiguren nur, wenn wir sie ansehen? Gibt es das Schach nur, wenn wir spielen? Momentan kenne ich niemand, der auch nur eine dieser beiden Fragen bejahen würde.
Manche Schachspieler können ohne Brett und Figuren mittels ihrer Vorstellungs'kraft' Schach sehen und Figuren mental bewegen. Da kann man dann schon fragen, in welcher Form die Figuren existieren. Ebenso beim Spielen und Analysieren mittels Computer, wo die Schachsteine als quantengenerierte Symbole auf dem Bildschirm erscheinen. (Um gleich mal den Wissens- und Bewusstseinsfaktor ins Spiel zu bringen, sei nebenbei gefragt, was eine Schachfigur wohl für eine Ameise bedeutet, auf der sie herumklettert.)
Vielleicht haben Sie eben, geneigter Schach- und/oder Quantenfreund, kurz über Schachfiguren als solche und das Schach an sich nachgedacht. Jedenfalls hat (unbewusste und bewusste) Informationsverarbeitung beim Schach schon auf einfachster Ebene eine unabdingbare Funktion zur Feststellung bzw. Einschätzung der objektiven und/oder subjektiven Gegenheiten. In Hinblick auf Schachfiguren ist bekanntlich relevant: Um welche Figur handelt es sich, welche Farbe hat der Schachstein, wo steht er usw. Bei Partien: eigene oder fremde Partie, aktuelle oder bereits beendete bzw. historische Partie, die Stellung... Fragen an die Position: Was droht? Was geht? usw. Dabei kommt es - wenn es spannend wird - wie bei der Beobachtung von Quantenprozessen auf den jeweiligen Beobachter bzw. Spieler an.
Quantenphysiker, die dem informationstheoretischen Ansatz bevorzugen, betonen Fragen an die Natur bzw. direkt (ganz persönlich) an die Quanten. Zeilinger: "Ich habe mit der Quantenphysik gelernt, wie wichtig es ist, die richtigen Fragen zu stellen! Je nach Frage steuert unsere Wirklichkeit in eine bestimmte Richtung. Wenn ich etwa ein Elektron frage: 'Bist du ein Teilchen?', dann wird es antworten: 'Ja, ich bin ein Teilchen!' Wenn ich es frage: 'Bist du eine Welle?', dann wird es sagen: 'Ja, ich bin eine Welle!' Wenn es einmal gesagt hat, es ist eine Welle, dann kann es nicht auch Teilchen sein – obwohl das vor der Frage möglich gewesen wäre. Ich entscheide also durch meine Frage, welche Möglichkeit Wirklichkeit wird." [http://diepresse.com] - Natürlich ist die "Befragung' von Quanten hier im übertragenen Sinne gemeint.
Auch in Bezug auf Schachfiguren und Positionen sind Fragen nach ihren jeweiligen Realitäten und Möglichkeiten fundamental. Bei der "Befragung" der Partie hängen die Antworten neben der Konstellation auf dem Brett bekanntlich auch wesentlich von den Fähigkeiten des Spielers und seines Gegners ab. Hierbei spielen zahlreiche Faktoren eine Rolle: ausführlich dargestellt in meinem Buch Schachpsychologie (1988 und spätere Auflagen), darin
19. Kap. Wahrnehmung, Gedächtnis, Vorstellungsvermögen, Schachkenntnisse und Konzentrationsfähigkeit und
20. Kap. Schachliches Denken: Zugsuche und Zugwahl, Intuition, Kreativität, Planung, Berechnung und Stellungsbewertung.
Zur Interaktion von Schachsteinen und Gehirnen bzw. bewusster und unbewusster Informationsverarbeitung / kognitiven und emotionalen Prozessen siehe im selben Buch Das SCHACH-Prozeß-Modell 1988, S. 214-215 sowie ab 3. Aufl. in Kapitel 29.)
Ich habe mal versucht, hierzu ein Frage- bzw. Informationsschema (Zustandsfunktion der Figur(en) bzw. Position) auf mehreren Ebenen zu erstellen, bei dem Informationen über Schachsteine einerseits offensichtlich sind - z. B. harte Fakten wie weisser Turm steht auf h1 - oder andererseits erst erfragt, erschlossen bzw. erdacht werden müssen:
Fakt und konkrete Information in Einem
Existenz aus der Information
Existenz aus Information und Kognition (z.B. Mustererkennung, Wissen, Erfahrung)
Existenz aus Information, Kognition und Kreativität (Ideen, innovative Pläne, Strategien)
Existenz von Zügen und Kombinationen aus/durch mentaler Suche
Existenz aus unbewusster Informationsverarbeitung und Intuition
Existenz aus dem Zusammenwirken aller obigen Faktoren: Verknüpfung / Verschränkung? zahlreicher neuronaler Netze im Gehirn.
Wird mit Beispielen weiter ausgeführt, auf Level 42 findet sich natürlich Schach, Information und der Sinn des Lebens :-).
Kurzkritik des (Quanten-)Informationsansatzes: Besteht der Mond wirklich (nur) aus Information? Kann man sich auf einen Stuhl setzen, der lediglich als Information existiert? Wenn Informationen alles wären, was existiert, könnte man die Speisekarte mit den Speisen verwechseln und über Geschmack und Nährwert enttäuscht sein.
Aber Schachspieler kann das ja nicht passieren, sie halten sich an die realitätsfördernde Empfehlung: Es lohnt sich, ab und zu aufs Brett (Materie) zu schauen! :-)
ANALOGIE: WÜRFEL ODER SCHACHFIGUREN
Prof. Zeilinger beschreibt Quantenphänomene gern mit Würfeln. Ein Zuhörer berichtet [
www.spektrum.de] :
"Quantenmechanische Würfel wissen alles voneinander – wie weit sie auch entfernt sein mögen...Zeilinger findet dafür ein hübsches Bild. Er stellt den Hörern zwei "quantenmechanische Würfel" vor. Nehmen wir an, beginnt er, diese Würfel würden irgendwann miteinander wechselwirken und sich dann beliebig weit voneinander entfernen. Wären es klassische Objekte, so könnten wir den einen werfen, ohne dass es den anderen beeinflusste. Quantenmechanische Objekte verhalten sich jedoch anders. Würfelten wir mit dem einen eine 6, so wüssten wir, dass der jetzt andere auch mit 100%iger Sicherheit eine 6 zeigt. Genauso bei einer 3 oder anderen Zahl. Ganz gleich wie weit entfernt – die Würfel würden voneinander wissen und sich korreliert verhalten. So etwas ist in der klassischen Physik grundsätzlich unmöglich. Wenn sich ein klassisches Objekt identisch zu seinem entfernten Partner verhält, dann nur, weil beide diese speziellen Eigenschaften seit dem Augenblick der Wechselwirkung mit sich tragen. In der Quantenmechanik entscheidet erst die Messung über die Eigenschaft – wie diese Information dann an das Partnerteilchen gelangt, bleibt rätselhaft."
Schach als Analogie
Ich versuche es alternativ mit Schachfiguren und Schachzügen. Gut eignet sich beispielsweise zur Demonstration meiner Überlegungen - z.B. Verschränkung(sanalogie) im Schach - das Indische Problem. Eine Schachkomposition [
de.wikipedia.org] : Matt in vier bzw. drei Zügen, die wegen einer neuartigen Idee des Erfinders viel Erstaunen und Bewunderung hervorrief. "Der geniale Einfall des in Indien stationierten Rev. Mr. Loveday stand Pate zu einer neuen Richtung im Problemschach... bei seinem erstmaligen Erscheinen [Veröffentlichung ohne Lösung in mehreren europäischen Schachzeitschriften um 1845, R.M.] fand niemand die Lösung des Problems" (Schubirz und Brinckmann 1968, S. 94-95). Ich beziehe mich auf den "Inder", in der Version wie er als Matt in drei Zügen in Schubirz und Brinckmann (1968, S. 94-95 & 100) zu finden ist. Die Problemstellung (Notation) und Lösungszüge:
Weiss: König b5, Turm d1, Läufer g2 und Läufer h6, Bauer f2 und g4. Schwarz: König e4, Springer f3, Bauern b7 und e5.
Die Züge zum Matt: 1. Läufer h6-c1, dieser Zug ist schwer zu finden, weil er zunächst wirkungs- bzw. sinnlos erscheint. - Schwarz kann nur mit dem Bauern b7 ziehen, der Springer ist gefesselt, der König hat kein Feld, auf dem er nicht im Schach stehen würde und kann momentan nicht ziehen.
2. Turm d1-d2, der weisse Turm verstellt dem eigenen Läufer auf c1 damit die Wirkung auf Feld f4. Dieser Zug macht nur Sinn, durch den vorhergehenden intuitiv sinnlos erscheinenden Zug Läufer auf c1. Meines Erachtens kann man dazu sagen: die beiden weissen Züge und Figuren wechselwirken miteinander und sind verschränkt. - Jetzt kann und muss der schwarze König nach f4 (sein einziger Zug) ziehen.
3. Turm d2-d4, öffnet die Wirkungsdiagonale für den Läufer auf c1 wieder und der Turm bietet gleichzeitig auf der 4. Reihe Schach, doppeltes Schach und matt!
Insgesamt sind die beiden ins Geschehen verwickelten, agierenden weissen Figuren, also Läufer und Turm sowie deren drei Züge verschränkt. Ich betrachte das als eine Schach-Analogie und stelle diese zur Diskussion. Ähnliche Züge, verwickelte Kombinationen und Manöver kommen auch in realen Schachpartien vor.
"Das indische Problem - eine grandiose, revolutionierende Idee" (Schubirz & Brinckmann 1968) erscheint mir also geeignet, völlig unabhängig vom ursprünglichen Problemschach, schnell und einfach - wenn man die drei Lösungszüge nachvollzieht - aufzuzeigen, was ich als Schachanalogie zur Entstehung von Verschränkung verstehe. Die Lösungs-Züge bzw. Figuren sind miteinader verschränkt. Das Schachgeschehen hat natürlich nichts mit tatsächlicher Quantenverschränkung zu tun, ebensowenig wie Prof. Zeilingers Würfel-Beispiele, jedenfalls nicht auf der ersten Betrachtungsebene. Bei eventuellen Quantenprozessen im Gehirn des suchenden oder findenden Problemlösers vielleicht doch, dazu später mehr. Ich werde auf das Indische Problem in Hinblick auf Verständnis und Interpretation der Quantenphysik noch mehrmals zurückkommen.
Quantenprozesse als Transaktionen und Informationen
Zur Zeit spiele ich mit Überlegungen, Vergleichen und Schachanalogien bei denen Quanten, Strahlung und elektromagnetische Wellen nicht (nur) in Hinblick auf Teilchen und Wellen charakterisiert, sondern verstanden werden als Transaktionen sowie als Informationen an Umgebung und/oder Beobachter. Interessant finde ich es auch Quantenprozesse nicht in zeitliche Bezugssysteme einzuordnen wie "vorher, nachher", sondern hinsichtlich Gesamtvorgang / Aktivität noch in Ausführung versus bereits abgeschlossen. Mein Konzept "Prozess- und Strukturverschmelzung" macht dies denkbar. Möglicherweise gibt es im Quantenschaum keine (streng) zeitliche Reihenfolge, sondern kreisförmige Prozess- und Strukturverschmelzungen. Vielleicht kann man diese Spekulationen mit manchen Grafiken von M.C. Escher (z.B. 1971 Wasserfall Abildung 258 , Relativität Abb. 188) veranschaulichen. (Entsprechende Prozesse werden eventuell quantenartig realisiert mittels ringförmigen Strings; verständliche Grundlagen zur Superstringtheorie finden sich in Greene 2000.) Als Einstieg in mentale Raum-Zeit-Verschränkungen dienen diese berühmten Zeilen des visionären Dichters William Blake (1757-1827):
"To see a world in a grain of sand,
And a heaven in a wild flower,
Hold infinity in the palm of your hand,
And eternity in an hour" (aus Auguries of Innocence).
Wird fortgesetzt. Sollte mir etwas zustossen - siehe Schach dem Verbrechen! [
www.mikrowellenterror.de] -, dann findet sich eine frühere, anders gegliederte und umfangreichere, aber keineswegs abgeschlossene Darstellung hier: [
www.mikrowellenterror.de]
LITERATUR, siehe auch Links im Text:
Ananthaswamy, A.: Quantum shadows: The mystery of matter deepens. NewScientist, No.2898 (2013).
Aristoteles: Nikomachische Ethik (ca. 350 v. Chr., Ausgabe Reclam 1990).
Brooks, M.: Where the weird things are. NewScientist, No.2796, S. 30-33 (2011).
Camus, A.: Der Mythos von Sisyphos (1986).
Carlsen, M.: Offene Worte (2014) [
de.chessbase.com]
Chalmers, M.: From i to u: Searching for the quantum master bit. NewScientist 23 January 2014 . [
www.newscientist.com]
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Davies, P.C.W. & Brown, J.: Superstrings - A theory of everything? (1989).
Davies, P.C.W & Brown, J.R.: Der Geist im Atom (1993).
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Escher, M. C. und andere: Die Welten des M.C. Escher (3. Aufl. 1971).
.
Feynman, R. P.: Richard Feynman in Davies, P.C.W. & Brown, J.: Superstrings (1989).
Feynman, R. P.: Vom Wesen physikalischer Gesetze (1993).
Gell-Mann, M.: Das Quark und der Jaguar (1994).
Görnitz, Th.: Quanten sind anders (1999).
Greene, B.: Das elegante Universum (2000).
Halliwell, J. J.: Quantum Cosmology and the Creation of the Universe. Scientific American, S. 28-35, December 1991.
Hawking, St. W.: Ist Alles vorherbestimmt? Sechs Essays (1996).
Heisenberg, W.: Der Teil und das Ganze (1988).
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Munzert, R.: Sport und die Vereinheitlichung der Psychologie. Sportonomics Volume 4, No. 2, June 1998 , S. 97-104
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www.mikrowellenterror.de]
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Verschiedene hochinteressante Interviews und Veröffentlichungen von Prof. Zeilinger, 2005-2013, siehe Links im Text.
Copyright Dr. R. Munzert 2014.
118 mal bearbeitet. Zuletzt am 07.09.2014 00:50 von Dr. Munzert.
