Der Israelit · 1937-01-28 · Heft 4 (28.1.1937) · page 9

Von Ch. N. in E. - " , I. ' - Die moderne Wissenschaft hat uns sukzessive alle bekannten Grundlagen, der Wissenschaft genommen. Das Erhaltungsgesetz des Stoffes hat Einstein liquidiert. Aber auch das Energiegesetz ist erschüttert -worden. Diese Erschüttclung der Grundlagen der Wissenschaft ist uns sehr willkommen gewesen und wir haben aus dem neuen Zustande auch manche Schlüsse ziehen können. *. Viel wesentlicher als die Revolution auf dem Gebiete der Wissenschaft ist diejenige auf dem Gebiete der Erkenntniskritik, die sich m den letzten 10 Jahren abgespielt hat. Die Außerkraftsetzung des Kausalitätsprinzip ist ein Abschluß der Entwicklung, die die moderne Erkenntniskritik genommen hatte. Obwohl dieser letzte Schritt schon vor 10 Jahren von Heisenberg gemacht wurde, hat man sich in funseren Kreisen mit diesen Neuerungen noch nicht auseinandergesetzt. - Wohl hat man hier und da etwas davon gehört, und oft nicht ganz richtige Schlüsse daraus gezogen, wie es anfangs auch-mit der Relativitätstheorie geschehen ist. Man ist sehr leicht dazu geneigt, die Kausalität als abgeschafft zu betrachten und nun jedes Wunder z. B., als prinzipiell möglich zu betrachten. Mit derartigen Schlüssen muß man sehr vorsichtig sein, solange man die quantenmechanische Kausalität nicht versteht. Die neuen Erkenntnisse auf diesem Gebiete bringen mit sich tiefgehende Konsequenzen für das G e - biet der D e n k f o.r m e n. Darum ist eine Auseinandersetzung mit den neueren Erkenntnissen unumgänglich. Wir, die Intellektuellen und Jugendführer, sind noch ganz im Kant'schen Denken erzogen. Wir haben immer gelernt, daß Kausalität eine Form des Erkennens überhaupt ist- Da kann es ni dh t 1 e i cht sein, ohne weiteres* s i c h g a n iz u m z u s t e 11 e n und e ine neue D e n kart anzunehmen. ,Vieles wird uns nun mit immer größerer Eindringlichkeit klar. Wir sehen nun mit einmal ein, daß es möglich ist, daß viele unserer Anschauungen über Tauroh und ■ Schöpfungsgeschichte prinzipiell falsch gewesen sind. Viele unserer wichtigsten Probleme können in unseren, schon längst überholten Denkformen ihre Ursache finden.. Es scheint mir nun grundsätzlich wichtig, daß wiruns. eijst ein Bild machen, wieso die Quantenmechanik das Kausalitätsprinzip; verneint und welches Aequivalent sie uns für dieses Prinzip bietet. Allerdings ist es nicht leicht, eine allgemeinverständliche Darstellung dieser mathematisch schwierigen Disziplinen zu geben. Andererseits ist es auch nicht leicht, diese Ueberlegungen sofort klar zu verstehen. Es ist deshalb wünschenswert, daß man die folgende Darstellung mehr alp einmal lesen soll und daß man evtl. den beschriebenen Vorgang für, sich darzustellen versucht. — — * Das Kausalitätsprinzip sagt aus, daß wir z. B. die Bahn einer Kugel vorher beschreiben können, wenn wir nur in, einem bestimmten Moment ihre' Lage, Richtung und Schnelligkeit kennen. Voraussetzung ist also, daß wir in dem bestimmten Augenblick alle nötigen Daten erhalten können. Nur dann können wir das Verhalten der Kugel in den späteren Momenten gesetzmäßig erkennen und errechnen. Nun hat die Quantenmechanik der Kausalität ihre Berechtigung genommen. Sie behauptet nämlich, daß es unmöglich ist, gleichzeitig die Schnelligkeit (Richtung) und örtliche Lage des 1 eilchen zu kennen. Die sogenannte „Ungenauigkeitsrelation Heisenberg's" liefert ein zahlenmäßiges Gesetz, das den notwendigen Ungenauigkeitsgrad der Beobachtungen angibt. D. h., wenn wir gleichzeitig die Richtung, Schnelligkeit und Lage kennen wollen, wir notwendig auf Präzision verzichten müs'sen und die Beobachtungen bis auf einige Prozent ungenau machen. An einem einfachen Beispiel ist-dieses Prinzip leicht zu verstehen. Wir stellen uns vor eine Kamera mit punktförmiger Oeffnung. Die Lage eines Elektrons, das durch diese Oeffnung in die Kamera eintritt, ist im Momente des Eintritts sehr scharf bestimmt. Dadurch ist aber die Richtung, in der das Elektron in die Kamera fliegen wird, sehr unbestimmt. Das Elektron kann gerade so gut nach links wie nach rechts, nach oben wie nach unten fliegen, in einer vorher unbestimmbaren Richtung. Wird diese Oeffnung vergrößert, dann ist die Lokalisierung des Elektron beim Eintritt sehr viel weniger scharf. Das liefert aber den Vorteil,'daß die Richtung -des Elektron in der Kamera nur .wenig von der ursprünglichen Richtung abweichen wird, die Unbestimmtheit der Richtung sich also wesentlich-> verringert. Der Zustand wird also ganz unmöglich in den extremen Fällen. Wenn wir nämlich ' die Ortsbestimmungen ^anz exakt vornehmen, dann wird die Schnelligkeit und. Richtung1 des Teilchens völlig / unbestimmt. Im umgekehrten Fälle wüßten wir nichts mehr von der Lage des Elektron, wir könnten , es gerade hier wie dort antreffen, wenn wir seine Schnelligkeit ganz exakt beobachtet hätten. Wesentlich bei dieser ganzen Ueberlegung war, daß diese Ungenauigkeit nicht durch die Instrumente verursacht wurde, sondern, daß sie der Struktur der Materie und dem Wesen der Beobachtung überhaupt entspringt. Dies gilt insbesondere für eine zweite und sehr wichtige Folge der Quantenmechanik. Nach ihr ist es auch prinzipiell unmöglich, die von einem Teilchen bestimmte Bahn zu beobachten. D. h., daß man physikalisch gar nicht mehr sprechen kann von einer bestimmten Bahn eines Elektron! Das Elektron, das im Mikroskop beobachtet wird, erhält durch die auffallenden Lichtstrahlen etwas neue Energie hinzu. Dadurch wird es ein ganz anderes Elektron. Die Beobachtung, die wir gemacht haben, stimmt nicht mehr für das Elektron im jetzigen Zustand. Eine folgende Beobachtung würde das Elektron wieder verändern. . Ist es also einerseits nicht möglich, die Bahn, die das Elektron beschreiben wird, aus seinem Anfangszustand zu berechnen, dann ist es also auch andererseits unmöglich, die Bahn, die das Elektron durchfliegt, durch mehrere sekundliche Beobachtungen empirisch festzustellen. Denn jede Beobachtung verändert das Elektron selbst. Daß diese beiden Gesetze eine kausale Bestimmung prinzipiell unmöglich machen, erhellt hieraus mit Bestimmtheit. Zur Wertung der Quantenmechanik ist noch folgendes zu bemerken. Gleichzeitig mit dieser neuen Disziplin entstand auch die sogenannte Wellenmechanik Schrödingers. Diese ganz von der ersten verschiedene Mechanik -behauptet, daß ein Elektron ein Wellenpaket sei und hebt den 'Begriff der Lokalisierung eines Elektron vollständig auf. Prinzipiell kann dieses Elektron an jeden Punkt des Raumes erwartet werden, nur ist die Wahrscheinlichkeit dafür, daß es irgendwo anders als an dem wirklichen Ort vorgefunden Werden wird, sehr klein. Von einer exakten Ortsbestimmung kann also nicht mehr die Rede sein. Nun hat sich hinterher erwiesen, daß diese Wellenmechanik, wenn auch in der Form verschieden von der Quantenmechanik, im Grunde doch eine. Parallele dieser ist, teilweise sogar eine Ergänzung. Diese beiden modernen Disziplinen beschränken sich nicht auf reine Spekulationen, sie' beherrschen große Teile der experimentellen Physik, die elektrische und