180086 SE Philosophische Probleme der Quantenmechanik (2019S)

Die Studierenden erarbeiten einen grundlegenden Überblick über die historische Entwicklung der Quantenmechanik und die philosophischen Probleme, welche sie aufwirft. Dies geschieht anhand der Untersuchung von Gedankenexperimenten, die in der frühen Phase der Quantenphysik eine entscheidende heuristische Funktion eingenommen haben. Dieser Zugang erlaubt es zugleich, die Funktion von Metaphern und Gedankenexperimenten in den Naturwissenschaften zu thematisieren.

Mit der Entwicklung der Quantenmechanik geraten paradigmatische Grundannahmen der klassischen Physik in eine Krise: Die Kontintuität der untersuchten Vorgänge und ihr strikter kausaler Zusammenhang, die Anschaulichkeit der Theorie und die Individualität der Objekte, welche sie beschreibt. Die Fragen betreffen auch die Philosophie insbesondere Kants, dessen System gerade die Denkmöglickeit wie Allgemeingültigkeit der klassischen Mechanik begründen sollte. Diese metaphische Dimension wurde im Zug der Entwicklung der Quantenmechanik sehr bald in zahlreichen Metaphorisierungen und Gedankenexperimenten verhandelt. Dies erlaubt es, die philosophischen Probleme der neuen Physik weitgehend ohne den mathematischen Formalismus zu diskutieren, ohne sich auf den waghalsigen Versuch einzulassen, die Quantenmechanik "anschaulich" darzustellen. Anhand des Heisenbergschen Mikroskops (1927) wird die Unschärferelation eingeführt und das Problem der Kausalität in der Quantenmechanik angesprochen. Bohrs Überlegungen zu einem Doppelspaltexperiment (1927-1932) verweisen auf die Spannung zwischen Inkommensurabilität und Komplementarität, die beide den Einfluss der Beobachtung auf den untersuchten Vorgang beschreiben. Schrödingers Katze (1935) wirft die Frage der Makroskopizität auf, also nach dem Übergang zwischen Quantenphänomenen und klassischer Physik. Das Gedankenexperiment von Einstein, Podolsky und Rosen (1935) verschärft diese Fragen. Die Fortschritte der experimentellen Praxis erlauben in den letzten zwei Jahrzehnten zunehmend die Realisierung der Gedankenexperimente, so dass man von "experimenteller Metaphysik" (Shimony 1984) sprechen könnte. Eine Exkursion in die Labors des Instituts für Quantenoptik, Quantennanophysik und Quanteninformation der Universität Wien vermittelt einen Zugang zu aktuellen Experimenten und erlaubt es den Studierenden, die Verbindung zu herzustellen zwischen den diskutierten Gedankenexperimenten und der derzeitigen wissenschaftlichen Praxis der PhysikerInnen.