Aufsätze zur Philosophie der Naturwissenschaften

Quantenfeldtheorien

Paul Natterer
2008 [2004]
3 Seiten
Sprache: Deutsch
Reihe: Aufsätze zur Philosophie der Naturwissenschaften
Ausgabe: PDF-Datei
Format: DIN A4

 

Datenübertragung:

Quantenfeldtheorien

Artikelbeschreibung

Im Gefolge der sogenannten Kopenhagener Interpretation der Quantenmechanik wird oft gesagt, dass unsere in Wahrnehmung und begrifflichem Denken gesetzte Erfahrungswelt die eigentliche und einzige aktuelle Welt sei. Die physikalische quantentheoretische Welt sei dagegen eine unbestimmte virtuelle Schemenwelt, die nicht mit objektiven Denk- und Anschauungsformen unserer Erfahrungwelt greifbar sei und also keine objektive Realität habe.

Dagegen wurde von S. Y. Auyang (How is Quantum Field Theory Possible?, New York 1995) und anderen geltend gemacht, dass - trotz aller Unterschiede - in der Quantenwelt die begrifflichen Kategorien und logischen Operationen, aber auch Raum und Zeit grundsätzlich dieselben bleiben und sind wie in unserer normalen Erfahrungswelt. Es kommen nur neue Gegenstände und neue Eigenschaften dazu. Dies zeigen die Quantenfeldtheorien, die die vorgeschobenste Grenze der modernen Physik sind, soweit es sich nicht um eher spekulative Hypothesenbildungen handelt. Quantenfeldtheorien gehen insofern über die Quantenmechanik hinaus, als sie nicht nur Teilchen, sondern auch Felder quantenmechanisch behandeln (= sog. Zweite Quantisierung). Man unterscheidet relativistische Quantenfeldtheorien, die die spezielle Relativitätstheorie einbeziehen und nicht-relativistische Quantenfeldtheorien (z.B. in der Halbleiterphysik).

Die uns hier interessierenden relativistischen Quantenfeldtheorien sind kombinierte Ansätze bzw. Vereinheitlichungen von Quantenmechanik und spezieller Relativitätstheorie. Sie sind damit auch der Versuch, den garstigen Graben zu überbrücken, der die Quantentheorie von der Relativitätstheorie trennt. Sie untersuchen konkret, wie sich die ultimative Quantenrealität in unserem Erfahrungshorizont von Raum und Zeit präsentiert und auswirkt, unter der Voraussetzung, dass die spezielle Relativitätstheorie widerspruchsfrei und realitätsdicht ist. Wenn diese Voraussetzung sich nicht halten lässt, sondern - nach einem von Kant andernorts verwendeten drastischem Vergleich - der Versuch ist, einen Bock zu melken, dann sind ihre Vertreter - so immer noch der kantische Vergleich - denen zu vergleichen, die glauben, das Ergebnis zu verbessern, indem sie ein Sieb zur Filterung der Milch darunterhalten. Zu den relativistischen Quantenfeldtheorien gehören die Quantenelektrodynamik (QED), die eine Verbindung von elektromagnetischer Kraft und schwacher Kernkraft und spezieller Relativitätstheorie ist; und die Quantenchromodynamik (QCD), die eine Verbindung von starker Kernkraft mit der speziellen Relativitätstheorie ist. Die raumzeitliche Präsenz und Wirkung der Schwerkraft fällt dabei bisher aus dem Rahmen, da sie noch nicht mit Mitteln der Quantenmechanik in den Griff zu bekommen war, sondern nur durch die – nicht-quantenmechanische – allgemeine Relativitätstheorie beschrieben wird. [Foto oben: Harald Fritzsch (* 1943), mit Gell-Mann Vater der Quantenchromodynamik und der Farbquantenzahlen der Quarks, und mit P. Minkowski Vater der Standardtheorie der großen Vereinheitlichung der Elementarteilchen. Nach einer aufsehenerregenden Flucht 1968 aus dem Ostblock setzte er sein Leipziger Physikstudium bei Werner Heisenberg in München, in Stanford sowie am CERN fort und ist heute der vielleicht einflussreichste Vordenker der Elementarteilchenphysik weltweit; 1980-2008 Professor an der Universität München]

Das Skript informiert knapp über die Mathematik der Quantenfeldtheorie und die wissenschaftsphilosophisch interessanten Gesichtspunkte.