Gedankenexperimente in der Quantenmechanik

7 Heisenberg-Mikroskop
Kommen wir jetzt zu einem Gedankenexperiment, mit dem Werner HEISENBERG dargestellt
hat, dass die Unschärferealtion der Quantenmechanik fundamentaler Natur ist und nicht
durch Ungenauigkeiten der Messgeräte hervorgerufen wird.
Als HEISENBERG die Grundlagen der Quantenmechanik entwickelt hat, wurde er stark von
der Philosophie Ernst MACHs geprägt. Es folgt ein kurzer Exkurs zu dieser Philosophie:
7.1 Der Empiriokritzismus
Nach MACH ist die Wissenschaft eine reine Beschreibung von Tatsachen, also von Empfindungen
und irhren Beziehungen untereinander. Nur Empfindungen sind real. Begriffe wie
„Materie“ und „Atome“ sind stenographische Kürzel für Empfindungskomplexe. Die Wissenschaft
strebt nicht danach, etwas über das wahre Wesen der Wirklichkeit herauszufinden,
sondern ihre Aufgabe ist eine Ökonomie des Denkenes, d. h. eine größtmögliche Anzahl
von Tatsachen mit geringstmöglchen geisten Aufwand zu beschreiben. Naturgesetze liefern
nur eine kompakte Beschreibung einer großen Anzahl von Tatsachen. Zentraler Aspekt der
MACHschen Philosophie ist, daß jeder benutzte Begriff eine operationale Definition benötigt.
Es ist nicht möglich, Größen zu benutzen, wenn keine Meßvorschrift angegeben werden
kann. Auch wenn EINSTEINs Relativitätstheorie durch die operationale Bedeutung von
„Zwei Ereignisse sind gleichzeitig“ ausging, gehörte er später zu den Kritikern HEISEN-
BERGs, der sich am Anfang davon hat leiten lassen, was bei Experimenten mit Atomen wirklich
meßbar ist.
Die große Schwachstelle der MACHschen Philosophie ist, dasß wir, um Beobachtungen machen
zu können, die Gültigkeit der Naturgesetze vorraussetzen müssen, ansonsten können
wir Sinneseindrücke gar nicht interpretieren.
7.2 Das Gedankenexperiment
Auch das HEISENBERGmikroskop – und in seiner Folge die Unschärferelation – basiert auf
der Grundüberlegung, daß Größen operational definiert werden müssen. Wenn man also von
„der Position eines Elektrons“ spricht, muß diese auch gemessen werden, ansonsten ist die
Aussage sinnlos.
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