[Scientific] Divergences of 42: Warum der Herr Schrödinger keine Haustiere hatte

Schrödinger mag Katzen nicht

Der Herr Schrödinger war eigentlich ein ganz netter Mann (aber Österreicher!). Er hat die ganz normalen Cursus Honorum eines Nerds durchlaufen. Mathe und Physik Studium. Professor. Nachfolger von Max Planck an einer Universtität. Et cetera pp.

Gäbe es da nicht einen Makel in seinem Leben, könnte man von einem eben solchen als makellos reden: Herr Schrödinger hasste Katzen. Wie ich. Gleichzeitig mochte er die Quantentheorie. Übrigens im Gegensatz zu mir. Eines schönen Nachmittages entschloss er sich also, beide Gefühle, also Hass und Liebe, miteinander zu verbinden. Er erfand “Schrödingers Katze”. Was die mit Licht, Quanten, der Multiversen-Theorie und dem Funktionieren der Welt zu tun hat, erfahrt ihr gleich. Vorsicht, PETA!

FSM sei Dank nicht. Schrödingers Katze ist nämlich nur ein Gedankenexperiment, das keine (realen) Tiere (physisch) schädigt. Das Ganze sieht aus wie folgt. Man nehme eine Katze, und stecke sie in eine Kiste. Dann füge man eine Masse mehr oder weniger instabiler Atome hinzu, die mit 50% Wahrscheinlichkeit in der nächsten Stunde zerfallen, packe die in einen Geigerzähler, der bei Messung einer radioaktiven Strahlung ein Giftgas freisetzt: Und tadada, fertig ist die perfekte Falle für Tierschützer. Ne Quatsch. Fertig ist vielleicht eine der unumsetzbaren Erfindungen überhaupt.

Super, ne eingesperrte Katze. Was solln das?

Das soll ne ganze Menge. Das soll erst einmal folgendes zeigen: Nach einer Stunde öffnen wir die Kiste. Was sehen wir? Naja, entweder eine lebendige Katze oder eine gute  tote Katze. Interessant wirds aber erst bei diesem Gedanken: Was war die Katze denn nach einer halben Stunde. Tot oder lebendig. Die Antwort die Schrödinger hat ist das Resultat des Experiments: Naja, offensichtlich beides. Gleichzeitig tot und lebendig. Halbtot sozusagen.

Als ob das gehen würde

Klar geht das. Nur die PETA mag das eben nicht. Deshalb hat die Natur sich was anders überlegt um  so etwas regelmäßig zu spielen. Nämlich die Quantentheorie. Licht zum Beispiel. (Was Licht ist hab ich bei den Sternschnuppen schonmal erklärt. Remember: Körnig, Wellig, Stochastisch!).

Licht besteht gleichzeitig aus Teilchen und Wellen. Was es ist, entscheidet es erst, wenn man hinguckt. Wie genau das gehen soll, erklär ich nochmal, vielleicht anhand des Knaller-Experiments.

Jetzt bleiben wir erst einmal bei Herrn Schrödinger. Der sagt nämlich, und er hat verdammt Recht: Es gibt Zustände der Überlagerung, die sich erst auflösen, wenn ein Betrachter hinsieht.

Kopenhagener Deutung

Niels Bohr  ist einer meiner Liebslingsphysiker. Nebenbei ist er Erfinder der sogenannten “Kopenhagener Deutung”. Die besagt nämlich genau das, was die Lösung für Schrödingers Experiment darstellt, nämlich, dass ein bewusster Beobachter nötig ist, um das System der Überlagerung zum Kollaps zu bringen.

Ab jetzt funktioniert alles wunderbar. Schrödingers Katzenexperiment ist erklärt und wir müssen es nicht real ausprobieren. Da freut sich auch die PETA.

Denkste

Alles wäre so schön gewesen. Wenn, ja wenn Katzen kein Bewusstsein hätten. Denn was ist eigentlich, wenn die Katze in einem spontanen Anfall von Weltschmerz darüber nachdenkt, ob sie eigentlich lebt oder schon tot ist? Dann muss das System sich entscheiden und die Überlagerung ist futsch.

Mist. Da die Katze das potenziell immer (oder eben nie) tun kann, gibt es doch keine Überlagerung mehr, und das mit dem Licht haut auch nicht mehr hin. Das könnte nämlich auch ein Bewusstsein haben. (Gut dass man Licht sowieso weder essen noch häuten kann!)

Ein komplizierter Name

Dekohärenz. Hehe. Das versteht jetzt keiner, oder? Ich auch nicht ganz… Aber ausreichend, um es auf weltliches Niveau herunterzubrechen.

Die Dekohärenztheorie besagt folgendes: Am Anfang ist das System in einem Zustand der Überlagerung (man sagt auch “es ist kohärent”). Durch Wechselwirkungen mit seiner Umwelt verliert es diesen Zustand immer mehr. Diese Wechselwirkung findet dauerhaft statt, auch durch die Kiste hindurch (deshalb klappt das mit der Kopenhagener Lösung nicht, die voraussetzte, dass der Zustand des Systems erst nach 60 Minuten aufgedeckt wird). Es gibt quasi ganz viele andere Beobachter der Katze. Luft zum Beispiel. Oder das FSM.

Weiter noch: Die Zeit, die das System braucht, um dekohärent, also eindeutig zu werden, hängt von zwei Größen maßgeblich ab:

  1. von seiner Masse. Je größer die Masse desto kürzer die Dekohärenzzeit.
  2. von seinem Chaos. Ehrlich. Je chaotischer ein System desto schneller kollabiert es und wird eindeutig.

Whoa. Das ist erstmal heftig. Festzuhalten bleibt: Eine fette Katze, die nur Schwachsinn im Kopf hat, stirbt schneller als eine schlanke, strukturiert denkende.

Ich stelle bewusst nicht die Frage nach der FDP.

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