nicht - Universität Wien

Slide 1

Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Astrologie/


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Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

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Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
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Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Astrologie/


Slide 5

Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Astrologie/


Slide 6

Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Astrologie/


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Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Astrologie/


Slide 8

Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Astrologie/


Slide 9

Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
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Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Astrologie/


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Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Astrologie/


Slide 12

Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
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Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Astrologie/


Slide 14

Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Astrologie/


Slide 15

Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Astrologie/


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Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Astrologie/


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Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Astrologie/


Slide 18

Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Astrologie/


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Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Astrologie/


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Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

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Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Astrologie/


Slide 22

Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Astrologie/


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Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

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Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

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Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Astrologie/


Slide 26

Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Astrologie/


Slide 27

Astrologie und Quantenphysik?
Franz Embacher
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/
[email protected]
Fakultät für Theoretische Physik
Universität Wien

im Rahmen der Vortragsserie
„Was Sie in Astrologiebüchern nicht lesen werden“
Kuffner Sternwarte, Wien, 27. Jänner 2008

Frage

Liefert die Quantenphysik Argumente für
die mögliche Richtigkeit der Astrologie?

Physik und PhysikerInnen

• Physik
 Theorie (Beschreibung der physikalischen
Gesetze in der Sprache der Mathematik)
 Experiment (kontrollierte Beobachtung)
voneinander unterscheiden!

• PhysikerInnen
 persönliche Meinungen

Quantenphysik
• Die Quantenphysik ist über 100 Jahre alt.
• Sie wurde entdeckt in „kleinen“ Systemen
(Strahlungsquanten = Lichtteilchen = Photonen,
Atome und Moleküle, Elementarteilchen...)
• Nach dem heutigen Stand unseres Wissens
gehorcht die gesamte physikalische Natur den
Gesetzen der Quantentheorie. Bisher wurde keine
einzige Beobachtung gemacht, die dieser Annahme
widerspricht!
• In „großen“ Systemen sind Quanteneffekte in der
Regel nicht leicht zu erkennen.
(Ausnahmen: Laser,...)

Zustand und Messgrößen
• Der Zustand eines Quantensystems kann beschrieben
werden durch eine Welle (Wellenfunktion).
 Wellen können einander überlagern! (Verstärkung oder
Auslöschung)

• Messgrößen (Observable)
 haben (in manchen Zuständen) keine scharfen Werte.
Sie sind dann „unbestimmt“ („unscharf“).
 In einem solchen Fall sind vor einer Messung prinzipiell nur
Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Messergebnis möglich!
 Wahrscheinlichkeiten entsprechen der Intensität der Welle.

• Folgerung:
 „Gleichzeitiges“ Vorhandensein von Alternativen!

Nichtlokalität
• Eine Einführung in die Quantentheorie ohne Formeln:
 Der Bombentest
Dieses (Gedanken-)Experiment illustriert
• das Zustandekommen der quantenmechanischen
Wahrscheinlichkeiten durch Wellen und ihre Überlagerungen.
• die Unbestimmtheit: Ohne Bombe ist der Weg des Photons
„unbestimmt“.
• die Nichtlokalität: Einige Bomben sind scharf und bestehen
den Test, d.h. sie explodieren nicht – womit wurde das
„gesehen“, wenn doch kein Photon beim Zünder war?
• die „Dekohärenz“: Wechselwirkungen mit der Umgebung
(z.B. ein Hindernis wie der Zünder der Bombe) zerstören
Überlagerungen! Überlagerungen sind sehr sensibel!

Das Doppelspalt-Experiment

Beschuss mit einzelnen Teilchen!
Annahme: Das Teilchen geht durch einen Spalt  Das Verhalten eines Teilchens,
das durch den oberen Spalt geht, hängt davon ab, ob der untere Spalt offen ist!
Woher aber „weiß“ es, ob der untere Spalt offen ist ?  Nichtlokalität!

Nichtlokalität und Informationsübertragung
• Nichtlokalität bedeutet nicht, dass Information
„instantan“ übertragen wird!
• Nach der Speziellen Relativitätstheorie ist
überlichtschnelle Informationsübertragung nicht
möglich, und sie wurde nie in einem physikalischen
Experiment beobachtet!
• Dass Information nicht schneller als das Licht
übertragen werden kann, ist eine der am besten
gesicherten Aussagen der Physik! Sie bestätigt sich
beispielsweise tagtäglich in der praktischen Arbeit in
Teilchenbeschleunigern.

Verschränkung
• Ausgedehnte Systeme (z.B. Teilchenpaare) können
„verschränkt“ sein:
Alice

Bob

• Dazu werden Messgrößen mit Ja-Nein-Verhalten
herangezogen, z.B. der Spin der Teilchen: oder
Zustand1 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand2 .....|Alice: > |Bob: >
Zustand3 ..... Überlagerung von Zustand 1 und Zustand 2
ist ein verschränkter Zustand.
Derartige Zustände existieren in der Natur!

Verschränkung und das EPR-Paradoxon
Alice

Bob

Das System sei im Zustand 3.
Alice und Bob führen (gleichzeitig) eine Messung des Spins durch:
• Vor der Messung ist unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und
Bob erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Findet Alice , so findet Bob ebenfalls .
• Die beiden Teilchen „können nicht miteinander kommunizieren“
(Relativitätstheorie), d.h. die Messungen finden unabhängig
voneinander statt!
Ein derartiges Verhalten ist klassisch nicht zu erklären! (EPR-Paradoxon)
„Bellsches Theorem“ und experimentelle Überprüfung

Zufall
• Aus dem Bellsche Theorem und seiner
experimentellen Überprüfung folgt: Vor der Messung ist
unbestimmt, welche Messergebnisse Alice und Bob
erhalten werden (d.h. sie stehen noch nicht fest)!
(Es gibt keine „lokalrealistischen“ verborgenen
Variablen!) Die Messergebnisse sind
oder
, aber
welche dieser beiden Möglichkeiten beobachtet wird,
ist rein zufällig!
• Daher gibt es nach heutigem Wissen den idealen,
Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache haben!
• Viele Quantenprozesse werden von der Quantenphysik
als rein zufällig betrachtet (z.B. der radioaktive Zerfall).

Informationsübertragung
• Verschränkung kann nicht dazu genutzt werden, um
Information schneller als das Licht zu übertragen!
(Alice kann Bob mit Hilfe der Verschränkung nichts
mitteilen!)
• Falls Sie in den Medien gehört oder gelesen haben,
dass die Quantenphysik überlichtschnelle
Übertragung von Information kennt, so ist das
schlicht eine falsche Darstellung der Erkenntnisse
der heutigen Physik!
• Auch bei der berühmten Quantenteleportation tritt
keine überlichtschnelle Informationsübertragung auf!

Quantenteleportation
Das „Protokoll“ der Quantenteleportation:
unbekannter
Zustand

Alice

verschränktes Teilchenpaar

Bob

Alice bekommt den
unbekannten Zustand:

Alice

Bob

Alice führt eine bestimmte
Messung an ihren beiden
Teilchen durch:

Alice

Bob

Alice teilt Bob ihr
Ergebnis mit:

Alice

Bob führt eine Operation
durch, die von Alices
Mitteilung abhängt:

Alice

„Klassische Kommunikation“

Bob

Bob

Quantenteleportation
• Quantenteleportation funktioniert nur, wenn Bob das
Ergebnis von Alices Messung erfährt. Diese
Mittelung wird mittels „klassischer Kommunikation“
(z.B. telefonieren) durchgeführt.
• Bevor Bob diese Information besitzt, kann er den
unbekannten Zustand nicht wieder herstellen!
• Es ist also keine instantane Übertragung von
Information im Spiel!
 Teleportation in Bildern

Quanten-Holismus?
• Hängt alles mit Allem zusammen?
• Wechselwirkungen zerstören und zerstreuen die
Zusammenhänge
atomarer
Prozess
erzeugt verschränkte
Teilchen

Quanten-Holismus?
• Bei der Beschränkung auf lokale Subsysteme werden
die Zusammenhänge zerstört:

Verschränkung
ist zerstört!

Information wird
fortgetragen

Schrödingers Katze: makroskopische Überlagerungen
• Ein Quanteneffekt (z.B. Zerfall oder Nicht-Zerfall eines
Atomkerns) steuert, ob eine Katze stirbt oder nicht:

Katze lebt

Überlagerung
Katze ist tot
(„Umgebung“)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Beobachtung der Katze allein

oder
(im Sinn einer quantenphysikalischen Überlagerung)

Beobachtung der Katze allein

Katze lebt

Überlagerung
Ist zerstört!
Katze ist tot

zrk

Quanten-Holismus?
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist ein
zerstreuter, zufälliger, weitgehend unstrukturierter
und sehr instabiler!
• Makroskopische Erscheinungen sind davon in äußerst
geringem Maß betroffen, da die „Umgebung“ so viele
Freiheitsgrade aufweist!
• Die Quantenphysik liefert keinerlei Hinweise auf die
natürliche Entstehung makroskopisch bemerkbarer
stabiler Verschränkungs- und ÜberlagerungsStrukturen! Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde)!

Die Zeit
• Die Zeit ist in der klassischen Physik und in der
Quantentheorie ein „Parameter“, der die
Aufeinanderfolge von Ereignissen bezeichnet.
• Darüber hinaus hat sie in diesen Theorien keine
„eigene Qualität“!
• Kim Falconer:
http://www.falconastrology.com/quantum_astrology.html

„On the quantum level ... time is not linear.“
Diese Aussage ist schlichtweg falsch!

Die Zeit
• In der Speziellen Relativitätstheorie ist die Zeit ein
Aspekt der „Raumzeit“ (d.h.: was eine Uhr anzeigt,
hängt von ihrem Bewegungszustand ab), aber auch in
dieser Theorie haben weder Raum noch Zeit „eigene
Qualitäten“!
• In der Allgemeinen Relativitätstheorie und in den
Versuchen einer „Quantengravitation“ werden Raum
und Zeit als dynamische Größen angesehen (die von
der Materie beeinflusst werden), aber auch in diesen
Theorien haben sie keine „eigene Qualität“!

(In-)Determinismus
• Klassische Physik: Determinismus
• Quantenphysik:
• Auf der Ebene der Wellen: Determinismus
• Auf der Ebene der Beobachtungen: Indeterminismus

• Gerade in der Quantenphysik ist nicht vorherbestimmt,
welche Ereignisse in der Zukunft beobachtet werden!
(So gesehen ist die Quantenphysik sogar „schlechter“
für die Astrologie als die klassische Physik!)

Physikalischer Einfluss der Gestirne auf die Menschen
aus der Sicht der Physik:
• Licht, Strahlung, ausgesandte Teilchen?
• Schwerkraft?





• Quantenphänomene wie Überlagerung und
Verschränkung?



Fazit
Liefert die Quantenphysik Argumente für die mögliche Richtigkeit der
Astrologie? Aus der Sicht der Quantenphysik gilt:
• Instantane Informationsübertragung ist unmöglich.
• Der Zusammenhang „alles mit Allem“ ist zerstreut, zufällig,
unstrukturiert und instabil.
• Es gibt keinerlei Hinweise auf die natürliche Entstehung
makroskopisch bemerkbarer stabiler Verschränkungs- und
Überlagerungs-Strukturen. Das ist umso sicherer, je größer die
betrachteten Entfernungen sind (Gestirne – Erde).
• Es gibt den idealen Zufall, d.h. Ereignisse, die keine Ursache
haben.
• Die Zeit hat keine „eigene Qualität“.
• Es ist nicht vorherbestimmt, welche Ereignisse in der Zukunft
beobachtet werden.

Danke...

... für Ihr Aufmerksamkeit!

Diese Präsentation steht im Web unter
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/Astrologie/