Basiswissen

Der Physiker und Mathematiker Roger Penrose (geboren 1931)^[1] unterschied bei der Entwicklung von Quantensystemen zwei unterschiedliche und ständig sich abwechselnde Prozesse. Die Unterscheidung geht zurück auf Johann von Neumann.^[2]: In einem Prozess R (reduction) kollabiert die quantenphysikalische Wellenfunktion und nimmt einen konkreten Zustand ein. Danach entwickelt sich das System im Prozess U streng mathematisch-deterministisch als Überlagerung von theoretisch unendlich vielen Möglichkeiten im Sinne einer Wahrscheinlichkeitsfunktion. Wenn dann bei einem Kollaps der Wellenfunktion ein konkretes Ergebnis gemessen werden soll, geht der Prozess U über in den akausalen Prozess R ↗

Fußnoten

[1] Roger Penrose behandelte diese zwei von ihm unterschiedenen Prozesse U und R sehr ausführlich und in Verbindung mit einer philosophischen Deutungen in seinem Klassiker Computerdenken ↗

[2] Die Bezeichnung Prozess U geht auf Johann von Neumann zurück, der bereits 1932 sehr ausführlich (und sehr mathematisch) darlegte, wie sich bei der Entwicklung von quantenmechanischen Systemen zwei Prozesse U und U' ständig miteinander abwechseln: "Wir haben durch die bisherigen Erörterungen das Verhältnis der Quantenmechanik zu den verschiedenen kausalen und statistischen Methoden der Naturbeschreibung erörtert, dabei aber eine eigenartige Duplizität ihres Vorgehens gefunden, die nicht genügend erklärt werden konnte. Wir fanden nämlich, daß einerseits ein Zustand φ sich unter dem Einfluß eines Energieoperators H im Zeitintervall 0 ≤ τ ≤ t folgendermaßen in den Zustand φ verwandelt [es folgen dann Gleichungen] also rein kausal." Und: "Andererseits erleidet der Zustand φ bei einer Messung - die eine Größe mit lauter einfachen Eigenwerten, und den Eigenfunktionen φ₁, φ₂,…, messen mag - eine akausale Veränderung, indem jeder der Zustände φ₁, φ₂,… entstehen kann, und zwar mit den bzw. Wahrscheinlichkeiten [es folgen weitere Berechnungsterme]". In: Die Grundlehren der mathematischen Wissenschaften mit besonderer Berücksichtigung der Anwendungsgebiete. Band XXXVIII (38). Johnann von Neumann. Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik. Herausgegeben von R. Courant. Göttingen. Verlag von Julius Springer. Berlin. 193. Dort im Kapitel "VI. Der Meßprozeß. 1. Formulierung des Problems.", Seite 222. Siehe auch Kollaps der Wellenfunktion ↗