Der Automat und die Unschärferelation
Da die Heisenbergsche Unschärferelation einen gewichtigen Teil der Quantenmechanik einnimmt, stellt sich die Frage, wo im Automaten diese Unschärfe manifestiert ist.
Nun, eine Unschärfe gibt es im Automaten nicht. Wenn das Universum wie ein zellulärer Automat funktioniert, dann ist die Unschärferelation in einem anderen Licht zu sehen: Nicht die Natur ist unscharf, sondern vertraute Begriffe der Physik verlieren in den Ebenen des Mikrokosmos an Bezug zur Realität. Einer dieser Begriffe ist der des Impulses.
Wenn das Universum ein zellulärer Automat ist, dann gibt es im Universum keine Bewegung im klassischen Sinne (also im Sinne eines Transportes von Materie durch den Raum). Genau genommen bewegt sich überhaupt nichts, sondern das Einzige was sich ändert, sind die Zustände der Grundelemente:
Wie aus dem Bild ersichtlich, bewegen sich die Grundelemente im Raumgitter nicht, sie haben keine Geschwindigkeit. Sie ändern nur ihre Zustände, so wie eine Speicherstelle in einem Computer von 0 auf 1 schaltet. Die Grundelemente besitzen einen Ort, aber sie haben keinen Impuls. Der Begriff Impuls entspricht keinem Teil der Realität und darf daher nicht angewendet werden. Da wir Menschen diesen Begriff verwenden, weil wir der falschen Anschauung anhängen, im Universum würde sich etwas (auf klassische Weise) bewegen, deshalb erscheint uns das Universum als unscharf.
Das EPR Experiment
In ihrer berühmten Arbeit [1] von 1935 entwarfen Einstein, Podolsky und Rosen ein Gedankenexperiment, welches zeigen sollte, dass die Quantenmechanik unvollständig ist. Bei dem einfachen Experiment wird ein verschränktes Teilchenpaar betrachtet, das sich voneinander entfernt:
An diesen beiden Teilchen werden zwei komplementäre Messungen durchgeführt, zum Beispiel:
- bei Teilchen 1 wird der Ort gemessen, und
- an Teilchen 2 wird der Impuls gemessen
Der Punkt ist nun, dass die gleichzeitige exakte Bestimmung dieser beiden Messgrößen nach der Heisenbergschen Unschärfe unmöglich sein sollte. Dieses Experiment zeigt aber, dass es doch möglich ist, das heisst, die Aussagen zur Unschärfe treffen nicht zu.
An der Universität in Basel wurde zum Beispiel ein reales Experiment an Vielteilchensystemen durchgeführt, welches die Ergebnisse von EPR bestätigt [2]. Dass die Heisenbergsche Unschärfe umgangen werden kann zeigt, dass damit etwas nicht stimmt.
[1] EPR: Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?
[2] Einstein-Podolsky-Rosen-Paradoxon erstmals in Vielteilchensystem beobachtet