Dieses Buch liefert dem Leser eine aktuelle und fundierte Einführung in die Philosophie der Quantenphysik. Obwohl sich die Quantentheorie durch spektakuläre empirische Erfolge auszeichnet, wird bis heute kontrovers diskutiert, wie sie zu verstehen ist. In diesem Werk geben die Autoren einen Überblick über die zahlreichen philosophischen Herausforderungen: Verletzen Quantenobjekte das Prinzip der Kausalität? Sind gleichartige Teilchen ununterscheidbar und daher keine Individuen? Behalten Quantenobjekte in der zeitlichen Entwicklung ihre Identität? Wie verhält sich ein zusammengesetztes Quantensystem zu seinen Teilen? Diese Fragen werden (...) im Rahmen verschiedener Deutungsansätze der Quantentheorie diskutiert. Ein Ausblick in die Quantenfeldtheorie verschärft das Hauptproblem der Nichtlokalität. Philosophie der Quantenphysik richtet sich an Philosophen mit Interesse für Physik, macht Physiker mit den philosophischen Fragen ihres Faches vertraut und liefert Anregungen für den gymnasialen Physik-Unterricht. Das Buch schließt damit eine Lücke zwischen populären Einführungen und spezialisierten Monografien zur Philosophie der Quantenphysik. In der vorliegenden zweiten Auflage wurde das Kapitel zu Verschränkung und Nicht-Lokalität deutlich erweitert und jedes Kapitel mit Übungsaufgaben und Musterlösungen ergänzt. (shrink)

The compact and, with \ M\, very massive object located at the center of the Milky Way is currently the very best candidate for a supermassive black hole in our immediate vicinity. The strongest evidence for this is provided by measurements of stellar orbits, variable X-ray emission, and strongly variable polarized near-infrared emission from the location of the radio source Sagittarius A* in the middle of the central stellar cluster. Simultaneous near-infrared and X-ray observations of SgrA* have revealed insights into (...) the emission mechanisms responsible for the powerful near-infrared and X-ray flares from within a few tens to one hundred Schwarzschild radii of such a putative SMBH. If SgrA* is indeed a SMBH it will, in projection onto the sky, have the largest event horizon and will certainly be the first and most important target for very long baseline interferometry observations currently being prepared by the event horizon telescope. These observations in combination with the infrared interferometry experiment GRAVITY at the very large telescope interferometer and other experiments across the electromagnetic spectrum might yield proof for the presence of a black hole at the center of the Milky Way. The large body of evidence continues to discriminate the identification of SgrA* as a SMBH from alternative possibilities. It is, however, unclear when the ever mounting evidence for SgrA* being associated with a SMBH will suffice as a convincing proof. Additional compelling evidence may come from future gravitational wave observatories. This manuscript reviews the observational facts, theoretical grounds and conceptual aspects for the case of SgrA* being a black hole. We treat theory and observations in the framework of the philosophical discussions about “realism and underdetermination”, as this line of arguments allows us to describe the situation in observational astrophysics with respect to supermassive black holes. Questions concerning the existence of supermassive black holes and in particular SgrA* are discussed using causation as an indispensable element. We show that the results of our investigation are convincingly mapped out by this combination of concepts. (shrink)

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This book provides a thorough and up-to-date introduction to the philosophy of quantum physics. Although quantum theory is renowned for its spectacular empirical successes, controversial discussion about how it should be understood continue to rage today. In this volume, the authors provide an overview of its numerous philosophical challenges: Do quantum objects violate the principle of causality? Are particles of the same type indistinguishable and therefore not individual entities? Do quantum objects retain their identity over time? How does a compound (...) quantum system relate to its parts? These questions are answered here within different interpretational approaches to quantum theory. Finally, moving to Quantum Field Theory, we find that the problem of non-locality is exacerbated. Philosophy of quantum physics is aimed at philosophers with an interest in physics, while also serving to familiarize physicists with many of the essential philosophical questions of their subject. (shrink)

Entangled states are a specific feature of quantum physics that neither have a counterpart in classical physics nor in the realm of our ordinary experiences. In this chapter we outline the debate about these particular states both historically and systematically. We delineate how the debate originated in an argument for the incompleteness of quantum mechanics by Einstein, Podolsky and Rosen, and we show why, on the one hand, the argument is not considered convincing today, on the other hand, however, still (...) affects present discussions. In a second part we give a systematic overview over the contemporary debate on entanglement which focusses on Bell’s theorem and its consequences. Discerning different levels, we reconstruct the theorem and its premises in a clear way and discuss possible consequences. We analyze in detail the received view that Bell’s theorem implies non-locality and relate it to concepts such as “non-separability‘ and “holism‘. Especially we examine the question whether the phenomena involving entangled systems can be explained causally and whether the central conflict between a non-locality and the theory of relativity can be solved. (shrink)

Man hat oft von der Revolution im Weltbild der Physik gesprochen, die durch die Relativitätstheorie und die Quantentheorie ausgelöst worden ist. Bücher über das Naturbild der heutigen Physik beschränken sich meist nicht auf die Darstellung von Grundstrukturen und Ergebnissen der Physik in einer Sprache, die einem größeren Kreis von Leserinnen und Lesern zugänglich ist, sondern thematisieren auch die Folgen, die die neuen physikalischen Theorien für allgemeinere Fragen haben. Zeigt die Quantentheorie z. B., dass der Determinismus der klassischen Physik aufgegeben werden (...) muss? Können Teilchenbahnen und zeitlich sich verändernde Felder weiter als grundlegende Werkzeuge zur Beschreibung von Bewegungen verwendet werden? Müssen wir uns vielleicht sogar von der Vorstellung der objektiven Realität der Elementarteilchen verabschieden? Zweifellos sind Relativitätstheorie und Quantentheorie relevant für die Naturphilosophie und wichtig, wenn man nach einer kohärenten Gesamtsicht der Natur strebt. Aber sind die Änderungen in den metaphysischen, erkenntnistheoretischen und methodischen Annahmen, die in die naturwissenschaftliche Forschung eingehen, wirklich so einfach aus den Theorien der Physik ablesbar? (shrink)

Dieses Buch liefert dem Leser eine aktuelle und fundierte Einführung in die Philosophie der Quantenphysik. Obwohl sich die Quantentheorie durch spektakuläre empirische Erfolge auszeichnet, wird bis heute kontrovers diskutiert, wie sie zu verstehen ist. In diesem Werk geben die Autoren einen Überblick über die zahlreichen philosophischen Herausforderungen: Verletzen Quantenobjekte das Prinzip der Kausalität? Sind gleichartige Teilchen ununterscheidbar und daher keine Individuen? Behalten Quantenobjekte in der zeitlichen Entwicklung ihre Identität? Wie verhält sich ein zusammengesetztes Quantensystem zu seinen Teilen? Diese Fragen werden (...) im Rahmen verschiedener Deutungsansätze der Quantentheorie diskutiert. Ein Ausblick in die Quantenfeldtheorie verschärft das Hauptproblem der Nichtlokalität. Philosophie der Quantenphysik richtet sich an Philosophiestudierende mit Interesse für Physik, macht Physikerinnen und Physiker mit den philosophischen Fragen ihres Faches vertraut und liefert Lehramtsstudierenden und Lehrern Anregungen für den gymnasialen Physik-Unterricht. Das Buch schließt damit eine Lücke zwischen populären Einführungen und spezialisierten Monografien zur Philosophie der Quantenphysik im deutschsprachigen Lehrbuchmarkt. In der vorliegenden zweiten Auflage wurde das Kapitel zu Verschränkung und Nicht-Lokalität deutlich erweitert und jedes Kapitel mit Übungsaufgaben und Musterlösungen ergänzt. cord friebezurzeit="" vertretung="" der="" professur="" für="" analytische="" philosophie="" an="" universität="" des="" saarlandes.p. (shrink)

Verschränkte Zustände sind einer der charakteristischen Züge der Quantenphysik, für die es weder eine Entsprechung in der klassischen Physik noch in der alltäglichen Erfahrungswelt gibt. In diesem Kapitel umreißen wir historisch und systematisch die Debatte um diese besonderen Zustände. Wir stellen ihren Ursprung in einem Argument von Einstein, Podolsky und Rosen für die Unvollständigkeit der Quantenmechanik dar und zeigen, warum dieses Argument einerseits heute nicht mehr als überzeugend betrachtet wird, andererseits dennoch bis in aktuelle Debatten hinein nachwirkt. In einem zweiten (...) Teil geben wir einen systematischen überblick über die zeitgenössischen Debatten zu Verschränkung, die sich um Bells Theorem und dessen Konsequenzen drehen. Einer klaren Darstellung des Theorems und seiner Voraussetzungen auf verschiedenen Ebenen folgt eine Diskussion der möglichen Konsequenzen. Detailliert wird die meist angeführte Konsequenz einer Nicht-Lokalität analysiert und in Beziehung zu Begriffen wie?Nicht-Separabilität“ und?Holismus“ gesetzt. Besonderes Augenmerk liegt auf der Frage, ob die Phänomene verschränkter Zustände kausal erklärt werden können und ob der zentrale Konflikt einer Nicht-Lokalität mit der Relativitätstheorie gelöst werden kann. (shrink)

Verschränkte Zustände sind einer der charakteristischen Züge der Quantenphysik, für die es weder eine Entsprechung in der klassischen Physik noch in unserer alltäglichen Erfahrungswelt gibt. In diesem Kapitel umreißen wir historisch und systematisch die Debatte um diese besonderen Zustände. Wir stellen ihren Ursprung in einem Argument von Einstein, Podolsky und Rosen für die Unvollständigkeit der Quantenmechanik dar und zeigen, warum dieses Argument einerseits heute nicht mehr als überzeugend betrachtet wird, andererseits dennoch bis in aktuelle Debatten hinein nachwirkt. In einem zweiten (...) Teil geben wir einen systematischen Überblick über die zeitgenössischen Debatten zu Verschränkung, die sich um Bells Theorem und dessen Konsequenzen drehen. Einer klaren Darstellung des Theorems und seiner Voraussetzungen auf verschiedenen Ebenen folgt eine Diskussion der möglichen Konsequenzen. Detailliert wird die meist angeführte Konsequenz einer Nicht-Lokalität analysiert und in Beziehung zu Begriffen wie „Nicht-Separabilität“ und „Holismus“ gesetzt. Besonderes Augenmerk liegt auf der Frage, ob die Phänomene verschränkter Zustände kausal erklärt werden können und ob der zentrale Konflikt einer Nicht-Lokalität mit der Relativitätstheorie gelöst werden kann. (shrink)

Viele ihrer philosophischen Probleme teilt die Quantenfeldtheorie mit der Quantenmechanik. Dazu gehören der Messprozess und die damit zusammenhängenden Interpretationsprobleme, zu denen die QFT kaum etwas Neues beiträgt. Auch die Frage, wie die Objekte, die die Theorie beschreibt, in den Raum eingebettet sind, wird schon in der Quantenmechanik diskutiert. Die neuen mathematischen Strukturen der QFT lassen allerdings auch neue Antworten erwarten, so dass die raumzeitliche Interpretation der Theorie ein wichtiges Thema wird. In diesem Kapitel werden die mathematischen Besonderheiten der QFT skizziert (...) und es wird gezeigt, dass dadurch sowohl eine Teilchen- wie auch eine Feldinterpretation ausgeschlossen wird. Zum Abschluss werden alternative Interpretationsansätze diskutiert. (shrink)

Karl Popper hat sich in vielen Schriften immer wieder mit der Quantenmechanik auseinandergesetzt. Eine Reihe dieser Arbeiten sind in physikalischen Zeitschriften erschienen und viele Physiker nahmen darauf Bezug. Selbst wenn Popper Experimente vorschlug, ging es ihm aber nicht um die Weiterentwicklung der Physik, sondern um die Interpretation der Quantentheorie, d. h. um methodologische, erkenntnistheoretische und metaphysische Fragen, die durch sie aufgeworfen werden.Über solche Interpretationsfragen gab es von Anfang an unterschiedliche Auffassungen, die vor allem durch die sog. Bohr-Einstein-Debatte bekannt geworden sind. (...) In dieser Auseinandersetzung hat sich Karl Popper mit seiner erkenntnistheoretischen Kritik an der Kopenhagener Interpretation auf die Seite Einsteins gestellt, eine Teilcheninterpretation der Quantenobjekte favorisiert und in diesem Zusammenhang seine Propensitätsinterpretation der Wahrscheinlichkeit entwickelt.Der Beitrag diskutiert Poppers Ideen zur Quantentheorie, vor allem die, die mit Einsteins Themen zu tun haben. Ausgespart bleiben Poppers Überlegungen zur Quantenlogik und zur Nicht-Lokalität der Quantentheorie, wie sie bei verschränkten Zuständen sichtbar wird. Er untersucht die philosophischen Motive für Poppers Kritik an der damaligen Standardauffassung und die Bedeutung, die Albert Einstein für die Entwicklung von Poppers eigener Position hatte. In einem weiteren Schritt wird skizziert, wie Poppers Vorschläge aus der Sicht der gegenwärtigen Philosophie der Physik bewertet werden. Dabei zeigt sich, dass Poppers spezielle physikalische Vorschläge zur Quantenmechanik und ihrer Interpretation heute eher kritisch gesehen werden, seine philosophischen Motive dagegen in neueren Entwicklungen der Interpretationsdebatte weitgehend erfüllt worden sind, wenn auch auf anderen Wegen als er dachte. (shrink)

Summary In this report on the present state of the discussion about the interpretation of quantum mechanics an attempt is made to provide an idea of the philosophical relevance of the foundations of physics. A simplified model of the measuring process is given which shows the difficulties in the interpretation of quantum mechanics. It is argued against Bohr's solution (also in a version of H. Putnam). Two examples show possible philosophical consequences of quantum mechanics: The variety of quantum logics challenges (...) the foundations of logic, the paradox of Einstein, Podolsky and Rosen (with Bell's inequality) may be interpreted along the lines of holism. Against alleged refutations of realism by means of quantum mechanics, a realist standpoint is maintained. A proper interpretation of quantum mechanics from an epistemological point of view seems still to be lacking. (shrink)

In this report on the present state of the discussion about the interpretation of quantum mechanics an attempt is made to provide an idea of the philosophical relevance of the foundations of physics. A simplified model of the measuring process is given which shows the difficulties in the interpretation of quantum mechanics. It is argued against Bohr's solution (also in a version of H. Putnam). Two examples show possible philosophical consequences of quantum mechanics: The variety of quantum logics challenges the (...) foundations of logic, the paradox of Einstein, Podolsky and Rosen (with Bell's inequality) may be interpreted along the lines of holism. Against alleged refutations of realism by means of quantum mechanics, a realist standpoint is maintained. A proper interpretation of quantum mechanics from an epistemological point of view seems still to be lacking. In my childhood the legend was current, that only twelve men in the World understood Einstein's theory. Nowadays, relativity is quite tame; but I shall argue presently thatnobody yet understands the quantum theory. Howard Stein. (shrink)

Anhand der Interpretationsprobleme der Quantenmechanik überlegt der Verfasser das Verhältnis von Physik und Philosophie und die Rolle der naturphilosophischen Überlegungen. Subjektivistische Interpretationen der QM und die Auseinandersetzungen um die Frage, ob die QM Bedeutung für die Willensfreiheit des Menschen hat, dienen dem Autor als Anschaungsmaterial für die These, daß Naturphilosophie ein Bindeglied zwischen Naturwissenschaft und Anthropologie bilden kann. Man sollte aber weder alle philosophischen Prinzipien und Einsichten sofort fahren lassen, wenn eine naturwissen schaftliche Theorie damit nicht vereinbar ist. Noch sollte (...) man sich aber auf solche Fragen beschränken, für die die Inhalte der Naturwissenschaften überhaupt keine Rolle spielen. Die Wermittlung von inhaltichen Ergebnissen der Naturwissenschaften mit philosophischen Argumentationen ist eine wichtige Aufgabe der Naturphilosophie. Um diese Aufgabe auszufüllen, a) muß Naturphilosophie aui der Höhe der naturwissenschaftlichen Theoriebildung sein und b) muß sie die Argumentationsstandards der verschiedenen philosophischen Disziplinen beherschen. (shrink)