Ich und mein Schatten: Die Quantenmechanik stellt das Konzept der Persönlichkeit in Frage

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 03:51

Warum bist du du? Woher wissen Sie, dass Sie eine Person mit einem einzigartigen Charakter und einer einzigartigen Denkweise sind? Die Quantenmechanik rät uns, nicht so selbstsicher zu sein. Es ist möglich, dass wir nicht alle so unterschiedlich sind, wie wir es uns vorstellen.

Martin Guerr und die gestohlene Identität

Kennen Sie Martin Guerre? Dies ist ein französischer Bauer, der sich einmal in einer seltsamen und unangenehmen Situation befand. Martin lebte in einem kleinen Dorf. Als der Junge 24 Jahre alt war, beschuldigten ihn seine eigenen Eltern des Diebstahls. Herr wurde gezwungen, sein Zuhause zu verlassen, seine Frau und seinen Sohn zu verlassen. Acht Jahre später kehrte der Mann mit seiner Familie in sein Heimatdorf zurück. Drei Jahre später hatte die Familie drei Kinder.

Alles schien wie immer weiterzugehen. Aber im Dorf tauchte ein ausländischer Soldat auf, der erklärte, er habe mit Martin Gerr in der spanischen Armee gekämpft und sein Bein im Kampf verloren. Martins Familie begann zu zweifeln, ob ihr Verwandter vor drei Jahren nach Hause zurückgekehrt war. Nach einem langen Prozess stellte sich heraus, dass die Identität von Guerra vom Abenteurer Arnault du Tilh "entführt" wurde. Der echte Martin unterzog sich tatsächlich einer Beinamputation und wurde zu einer Pfründe in einem Kloster in Spanien ernannt. Der Prozess gegen den "Identitätsdieb" war jedoch so berühmt, dass der echte Herr in sein Heimatdorf zurückkehrte. Das Schicksal des Abenteurers Arnaud du Thiel wurde durch ein kurzes Todesurteil besiegelt. Und Martin selbst beschuldigte seine Frau, dem Betrüger geholfen zu haben, da er nicht glaubte, dass eine Frau ihren geliebten Ehemann nicht erkennen könnte.

Diese Geschichte erregte die Köpfe von Autoren und Regisseuren. Nach ihren Motiven wurde ein Film gedreht, ein Musical inszeniert und sogar eine Fernsehserie gedreht. Außerdem ist diesem Anlass eine der Serien "Die Simpsons" gewidmet. Diese Popularität ist verständlich: Ein solcher Vorfall erregt uns, weil er zu schnell weh tut - unsere Vorstellungen von Identität und Persönlichkeit.

Wie können wir sicher sein, wer ein Mensch wirklich ist, selbst der Liebste? Was bedeutet Identität in einer Welt, in der nichts von Dauer ist?

Die ersten Philosophen versuchten, diese Frage zu beantworten. Sie nahmen an, dass wir uns seelisch voneinander unterscheiden und unsere Körper nur Marionetten sind. Klingt gut, aber die Wissenschaft hat diese Lösung des Problems abgelehnt und vorgeschlagen, nach der Wurzel der Identität im physischen Körper zu suchen. Wissenschaftler träumten davon, auf mikroskopischer Ebene etwas zu finden, das eine Person von einer anderen unterscheidet.

Es ist gut, dass die Wissenschaft genau ist. Wenn wir also „etwas auf mikroskopischer Ebene“sagen, meinen wir natürlich die kleinsten Bausteine unseres Körpers – Moleküle und Atome.

Dieser Weg ist jedoch rutschiger, als es auf den ersten Blick erscheinen mag. Stellen Sie sich zum Beispiel Martin Guerr vor. Gehen Sie mental auf ihn zu. Gesicht, Haut, Poren … weiter gehts. Gehen wir so nah wie möglich heran, als hätten wir die stärkste Ausrüstung in unserem Arsenal. Was werden wir finden? Elektron.

Elementarteilchen in einer Kiste

Herr bestand aus Molekülen, Moleküle bestehen aus Atomen, Atome bestehen aus Elementarteilchen. Letztere sind „aus dem Nichts“gemacht, sie sind die Grundbausteine der materiellen Welt.

Ein Elektron ist ein Punkt, der buchstäblich überhaupt keinen Platz einnimmt. Jedes Elektron wird allein durch Masse, Spin (Drehimpuls) und Ladung bestimmt. Dies ist alles, was Sie wissen müssen, um die "Persönlichkeit" eines Elektrons zu beschreiben.

Was bedeutet das? Zum Beispiel die Tatsache, dass jedes Elektron genau wie jedes andere aussieht, ohne den geringsten Unterschied. Sie sind absolut identisch. Anders als Martin Guerr und sein Zwilling sind sich Elektronen so ähnlich, dass sie vollständig austauschbar sind.

Diese Tatsache hat einige ziemlich interessante Implikationen. Stellen wir uns vor, wir haben ein Elementarteilchen A, das sich von Elementarteilchen B unterscheidet. Außerdem haben wir zwei Kisten ergattert - die erste und die zweite.

Wir wissen auch, dass sich jedes Teilchen zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer der Boxen befinden muss. Da wir uns daran erinnern, dass die Teilchen A und B voneinander verschieden sind, stellt sich heraus, dass es nur vier Möglichkeiten für die Entwicklung von Ereignissen gibt:

• A liegt in Box 1, B liegt in Box 2;
• A und B liegen zusammen in Box 1;
• A und B liegen zusammen in Box 2;
• A liegt in Box 2, B liegt in Box 1.

Es stellt sich heraus, dass die Wahrscheinlichkeit, zwei Teilchen gleichzeitig in einer Box zu finden, 1:4 beträgt. Super, habs geklärt.

Aber was ist, wenn sich die Teilchen A und B nicht unterscheiden? Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, in diesem Fall zwei Teilchen in derselben Box zu finden? Überraschenderweise bestimmt unser Denken unmissverständlich: Wenn zwei Teilchen identisch sind, dann gibt es nur drei Möglichkeiten für die Entwicklung von Ereignissen. Schließlich gibt es keinen Unterschied zwischen dem Fall, in dem A in Box 1 liegt, B liegt in Box 2, und dem Fall, in dem B in Box 1 liegt, A liegt in Box 2. Die Wahrscheinlichkeit ist also 1: 3.

Die experimentelle Wissenschaft bestätigt, dass der Mikrokosmos einer Wahrscheinlichkeit von 1:3 gehorcht. Das heißt, wenn Sie das Elektron A durch ein anderes ersetzen, würde das Universum den Unterschied nicht bemerken. Und du auch.

Schlaue Elektronen

Frank Wilczek, theoretischer Physiker am Massachusetts Institute of Technology und Nobelpreisträger, kam zu dem gleichen Schluss wie wir gerade. Der Wissenschaftler hält dieses Ergebnis nicht nur für interessant. Wilczek stellte fest, dass die Tatsache, dass zwei Elektronen absolut nicht unterscheidbar sind, die tiefste und wichtigste Schlussfolgerung aus der Quantenfeldtheorie ist.

Ein Kontrollschuss ist ein Interferenzphänomen, das ein Elektron "verrät" und uns sein geheimes Leben zeigt. Sehen Sie, wenn Sie sitzen und ein Elektron anstarren, verhält es sich wie ein Teilchen. Sobald man sich abwendet, zeigt es die Eigenschaften einer Welle. Wenn sich zwei solcher Wellen überlagern, verstärken oder schwächen sie sich gegenseitig. Denken Sie daran, dass wir nicht das physikalische, sondern das mathematische Konzept einer Welle meinen. Sie übertragen keine Energie, sondern Wahrscheinlichkeit - sie beeinflussen die statistischen Ergebnisse des Experiments. In unserem Fall - zum Schluss aus dem Experiment mit zwei Boxen, in denen wir eine Wahrscheinlichkeit von 1:3 erhalten haben.

Interessanterweise tritt das Phänomen der Interferenz nur auf, wenn die Teilchen wirklich identisch sind. Experimente haben gezeigt, dass Elektronen genau gleich sind: Es treten Interferenzen auf, was bedeutet, dass diese Teilchen nicht zu unterscheiden sind.

Wozu dient das alles? Wilczek sagt, dass die Identität der Elektronen genau das ist, was unsere Welt möglich macht. Ohne diese gäbe es keine Chemie. Materie konnte nicht reproduziert werden.

Gäbe es einen Unterschied zwischen den Elektronen, würde alles auf einmal in Chaos versinken. Ihre genaue und eindeutige Natur ist die einzige Grundlage für die Existenz dieser Welt voller Unsicherheiten und Fehler.

Gut. Nehmen wir an, ein Elektron kann nicht von einem anderen unterschieden werden. Aber wir können das eine in die erste Kiste legen, das andere in das zweite und sagen: "Dieses Elektron liegt hier, und das ist dort drüben"?

„Nein, das können wir nicht“, sagt Professor Wilczek.

Sobald man Elektronen in Kisten steckt und wegschaut, sind sie keine Teilchen mehr und zeigen Welleneigenschaften. Das bedeutet, dass sie unendlich erweitert werden. So seltsam es klingen mag, es besteht die Möglichkeit, überall ein Elektron zu finden. Nicht in dem Sinne, dass es sich an allen Punkten gleichzeitig befindet, sondern in der Tatsache, dass man eine geringe Chance hat, es irgendwo zu finden, wenn man plötzlich umkehrt und danach sucht.

Es ist klar, dass es ziemlich schwer ist, sich das vorzustellen. Aber es stellt sich eine noch interessantere Frage.

Sind Elektronen so knifflig oder der Raum, in dem sie sich befinden? Und was passiert dann mit allem, was uns umgibt, wenn wir uns abwenden?

Härtester Absatz

Es stellt sich heraus, dass Sie immer noch zwei Elektronen finden können. Das einzige Problem ist, dass man nicht sagen kann: Hier ist die Welle des ersten, hier ist die Welle des zweiten Elektrons, und wir befinden uns alle im dreidimensionalen Raum. In der Quantenmechanik funktioniert das nicht.

Man muss sagen, dass es für das erste Elektron eine separate Welle im dreidimensionalen Raum und für das zweite eine zweite Welle im dreidimensionalen Raum gibt. Am Ende stellt sich heraus - sei stark! ist eine sechsdimensionale Welle, die zwei Elektronen miteinander verbindet. Es klingt schrecklich, aber dann verstehen wir: Diese beiden Elektronen baumeln nicht mehr, niemand weiß wo. Ihre Positionen sind durch diese sechsdimensionale Welle klar definiert bzw. verbunden.

Im Allgemeinen, wenn wir früher dachten, dass Raum und Dinge darin sind, müssen wir unter Berücksichtigung der Quantentheorie unsere Darstellung leicht ändern. Der Raum ist hier nur eine Möglichkeit, die Verbindungen zwischen Objekten wie Elektronen zu beschreiben. Daher können wir die Struktur der Welt nicht als die Eigenschaften aller Teilchen zusammenfassen, aus denen sie besteht. Alles ist etwas komplizierter: Wir müssen die Zusammenhänge zwischen Elementarteilchen untersuchen.

Wie Sie sehen können, zerfällt das Konzept der Identität aufgrund der Tatsache, dass Elektronen (und andere Elementarteilchen) absolut identisch sind, zu Staub. Es stellt sich heraus, dass die Aufteilung der Welt in ihre Bestandteile falsch ist.

Wilczek sagt, dass alle Elektronen identisch sind. Sie sind eine Manifestation eines Feldes, das allen Raum und Zeit durchdringt. Der Physiker John Archibald Wheeler denkt anders. Er glaubt, dass es anfangs ein Elektron gab und alle anderen nur Spuren davon sind, die Zeit und Raum durchdringen. "Was für ein Unsinn! - können Sie an dieser Stelle ausrufen. "Wissenschaftler reparieren Elektronen!"

Aber es gibt ein Aber.

Was ist, wenn alles eine Illusion ist? Das Elektron existiert überall und nirgendwo. Er hat keine materielle Form. Was zu tun ist? Und was ist dann ein Mensch, der aus Elementarteilchen besteht?

Kein Tropfen Hoffnung

Wir wollen glauben, dass jedes Ding mehr ist als die Summe seiner Bestandteile. Was wäre, wenn wir die Ladung des Elektrons, seine Masse und seinen Spin entfernen und etwas im Rest bekommen, seine Identität, seine "Persönlichkeit". Wir wollen glauben, dass es etwas gibt, das ein Elektron zu einem Elektron macht.

Auch wenn Statistiken oder Experimente das Wesen eines Teilchens nicht enthüllen können, wollen wir daran glauben. Schließlich gibt es etwas, das jeden Menschen einzigartig macht.

Angenommen, es würde keinen Unterschied zwischen Martin Gerr und seinem Doppelgänger geben, aber einer von ihnen würde leise lächeln, weil er wusste, dass er der Echte war.

Ich würde sehr gerne daran glauben. Aber die Quantenmechanik ist absolut herzlos und lässt uns nicht an allerlei Unsinn denken.

Lassen Sie sich nicht täuschen: Wenn das Elektron seine eigene individuelle Essenz hätte, würde die Welt in Chaos versinken.

OK. Da Elektronen und andere Elementarteilchen nicht wirklich existieren, warum existieren wir dann?

Theorie eins: Wir sind Schneeflocken

Eine der Ideen ist, dass es in uns viele Elementarteilchen gibt. Sie bilden in jedem von uns ein komplexes System. Es scheint, dass die Tatsache, dass wir alle verschieden sind, eine Folge davon ist, wie unser Körper aus diesen Elementarteilchen aufgebaut ist.

Die Theorie ist seltsam, aber schön. Keines der Elementarteilchen besitzt eine eigene Individualität. Aber zusammen bilden sie eine einzigartige Struktur - eine Person. Wenn Sie mögen, sind wir wie Schneeflocken. Es ist klar, dass sie alle Wasser sind, aber das Muster jedes ist einzigartig.

Ihre Essenz ist, wie die Partikel in Ihnen organisiert sind, nicht woraus Sie genau gemacht sind. Die Zellen in unserem Körper verändern sich ständig, was bedeutet, dass es nur auf die Struktur ankommt.

Theorie zwei: Wir sind Models

Es gibt eine andere Möglichkeit, die Frage zu beantworten. Der amerikanische Philosoph Daniel Dennett schlug vor, den Begriff „Ding“durch den Begriff „reales Modell“zu ersetzen. Laut Dennett und seinen Anhängern ist etwas real, wenn seine theoretische Beschreibung prägnanter wiedergegeben werden kann – kurz gesagt, mit einer einfachen Beschreibung. Um zu erklären, wie das funktioniert, nehmen wir als Beispiel eine Katze.

Also, wir haben eine Katze. Technisch können wir es auf Papier (oder virtuell) nachbilden, indem wir die Position jedes Partikels beschreiben, aus dem es besteht, und so ein Diagramm der Katze erstellen. Andererseits können wir es auch anders machen: Sagen Sie einfach "Katze". Im ersten Fall brauchen wir enorme Rechenleistung, um nicht nur ein Bild einer Katze zu erstellen, sondern sie beispielsweise auch in Bewegung zu setzen, wenn wir von einem Computermodell sprechen. Im zweiten müssen wir nur tief durchatmen und sagen: "Die Katze ist durch den Raum gelaufen." Die Katze ist ein echtes Vorbild.

Nehmen wir ein anderes Beispiel. Stellen Sie sich eine Komposition vor, die das linke Ohrläppchen, den größten Elefanten Namibias, und die Musik von Miles Davis enthält. Es wird viel Zeit in Anspruch nehmen, dieses Objekt rechnerisch zu erstellen. Aber die verbale Beschreibung dieses fantastischen Monsters wird Sie genauso viel kosten. Kürzen geht nicht, auch in zwei Worten, denn eine solche Komposition ist unwirklich, das heißt, sie existiert nicht. Dies ist kein echtes Modell.

Es stellt sich heraus, dass wir nur eine momentane Struktur sind, die unter dem Blick des Betrachters erscheint. Physiker heizen das Feuer an und sagen, dass sich vielleicht im Finale herausstellen wird, dass die Welt aus nichts besteht. Fürs Erste bleibt es uns überlassen, aufeinander und auf die Welt um uns herum zu zeigen, alles mit Worten zu beschreiben und Namen zu verteilen. Je komplexer das Modell ist, desto mehr müssen wir seine Beschreibung komprimieren, damit es real wird. Nehmen wir zum Beispiel das menschliche Gehirn, eines der komplexesten Systeme im Universum. Versuchen Sie es kurz zu beschreiben.

Versuchen Sie es mit einem Wort zu beschreiben. Was geschieht?