180176 VO-L Das Erkenntnisproblem der Quantenphysik (2020W)

UPDATE COVID-19, 5. November 2020: Die Lehrveranstaltung wird entsprechend der Verordnung über den 2. Lockdown auf Fernlehre umgestellt. Wir werden das gesamte weitere Semester in Fernlehre durchführen.

Im moodle wie auch hier im Vorlesungsverzeichnis wird zu den einzelnen Terminen der link zur jeweiligen Sitzung bekanntgegeben.

WICHTIGER HINWEIS zu COVID-19: Derzeit ist geplant, die Vorlesung in Präsenzlehre abzuhalten. Nach Möglichkeit werden die Vorlesungen als Audio-Aufzeichnungen zur Verfügung gestellt. Auf jeden Fall wird die LV durch einen gut aufbereiteten moodle-Kurs unterstützt. Damit soll Studierenden eine Teilnahme auch ohne Anwesenheit möglich sein.

Im Fall einer erneuten Eskalation der Pandemie im Herbst wird die Vorlesung als Live-Stream erfolgen.

Der Leiter der LV hat bereits einige Erfahrung mit Fernlehre gesammelt.

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Lernziele

Die Quantenphysik wirft eine ganze Reihe erkenntnistheoretischer Probleme auf. Diese Vorlesung gibt eine Einführung in die Fragestellungen wie auch in den physikalischen Hintergrund, so dass die Studierenden selbständig in der Lage sind, relevante Primärquellen zu erarbeiten und interpretieren.

Inhalt, Methode

Mit der Entwicklung der Quantenmechanik geraten Grundannahmen der klassischen Physik in eine Krise: Die Kontinuität der untersuchten Vorgänge und ihr strikter kausaler Zusammenhang, die Anschaulichkeit der Theorie und die Individualität der Objekte, welche sie beschreibt. Die Fragen betreffen auch die Philosophie insbesondere Kants, dessen System gerade die Denkmöglichkeit wie Allgemeingültigkeit der klassischen Mechanik begründen sollte. Diese metaphysische Dimension wurde im Zug der Entwicklung der Quantenmechanik sehr bald in zahlreichen Metaphorisierungen und Gedankenexperimenten verhandelt. Dies erlaubt es, die philosophischen Probleme der neuen Physik weitgehend ohne den mathematischen Formalismus zu diskutieren, ohne sich auf den waghalsigen Versuch einzulassen, die Quantenmechanik anschaulich darzustellen. Anhand des Heisenbergschen Mikroskops (1927) wird die Unschärferelation eingeführt und das Problem der Kausalität in der Quantenmechanik angesprochen.

Bohr unterscheidet die quantenmechanische Sprache von der Alltagssprache. Er hält fest, dass wir die komplementären Vorgänge auf der mikrophysikalischen Ebene stets in eine eindeutige, allgemein verständliche Sprache übersetzen müssen. Bohrs Ansatz kann sprachphilosophisch im Sinne von Wittgensteins Modellbegriff gedeutet werden: Physikalische Begriffe erhalten ihre Bedeutung in der Praxis, in welcher sie auf die Wirklichkeit bezogen werden. Widersprüchliche Bedeutungen ergeben sich aus der Komplementarität der experimentellen Verfahren, welche ihnen entsprechen. Die Beschreibung der Objektebene erfordert eine mehrwertige Logik, um Aussagen zu formulieren, in denen das Dritte nicht ausgeschlossen sondern als Möglichkeit mitgedacht ist. Dazu haben von Neumann, Reichenbach und Weizsäcker unterschiedliche Ansätze einer dreiwertigen Logik entwickelt.

Ein Blick in die Geschichte der Quantenmechanik zeigt, dass ihr Aufstieg im Rahmens eines viel weitreichenderen Umbruchs der Beziehung zwischen Beobachter*in und Beobachtetem stattfand. Dieser Umbruch betraf nicht nur die Naturwissenschaften, sondern auch die Künste und die Geistes-, Sozial- und Kulturwissenschaften. Passive Betrachtung wird zu aktive Beobachtung und Fakten erweisen sich als experimentell erzeugt statt von Natur gegeben. Diese Verschiebung wurde zunächst in den Bildenden Künsten sichtbar. Auch in den Sozialwissenschaften werden sich die Forscher*innen bewusst, dass ihre blosse Anwesenheit das Verhalten der Subjekte ändert, welches sie untersuchen möchten. In der Soziologie modelliert die Gestalttheorie die Beziehung zwischen Individuen analog zu physikalischen Feldern. Noch deutlicher wird der Einfluss der Beobachtung auf ihr Ergebnis in der Anthropologie.