„Zufall“ in der Physik

Zufällig nennt man gerne Ergebnisse von Handlungen, wenn man sie nicht reproduzieren kann. Man würfelt – augenscheinlich immer in gleicher Weise – aber der Würfel fällt „wie er will“. Zufällig, wie man so sagt.
Im Theoriesystem der klassischen Physik bedeutet das, dass man die Anfangsbedingungen „nicht im Griff hat“, also in den Handbewegungen variiert, ohne das kontrollieren zu können. Der „Zufall“ des Würfelwurfes liegt in den unkontrollierten Bewegungen des Werfers. Sind diese genau bekannt und definiert – durch Einsatz einer präzisen Wurfmaschine – so hört der „Zufall“ auf, die Kausalität wird sichtbar.

Pierre-Simon_Laplace

In konsequenter Anwendung dieser Idee führt das zum „Laplaceschen Dämon“ und zur ausnahmslos streng determinierten Welt der positiven Naturwissenschaft des 19. Jahrhunderts.
Die naheliegende Vermutung, dass genau kontrollierte Anfangsbedingungen den „Zufall“ in der klassischen Naturwissenschaft ausschliessen, ist leider falsch. So erfüllt etwa die Zahlenfolge der Dezimalstellen der Zahl π alle Anforderungen, die man an eine zufällige Folge stellen kann, trotzdem ist sie offensichtlich streng kausal erzeugt!
Auch die Bewegungen in einem klassischen mechanischem System (wie es die Himmelsmechanik darstellt), die vollkommen kausal ablaufen, können ein absolut chaotisches Bild liefern, wie Poincare gezeigt hat.
Zusammenfassend kann man also sagen, dass es Phänomene gibt, die vollkommen zufällig wirken, die aber streng kausal determiniert erzeugt worden sind. Nach Einsteins Ansicht gilt das für alle „zufälligen“ Erscheinungen der Realität.

In der Quantenphysik des zwanzigsten Jahrhunderts änderte sich der Kenntnisstand radikal. So ist es etwa nach dem Durchgang eines Elektrons durch einen Doppelspalt vollkommen unsicher, wo es auf den Nachweisschirm trifft. Wiederholt man den Versuch wieder und immer wieder, so bildet sich am Schirm ein Streifenmuster. An einige Stellen hat man das Elektron oft angetroffen, an anderen selten oder nie. Die genaue Analyse zeigt, dass es für die Wahrscheinlichkeit, das Elektron an einer bestimmten Stelle anzutreffen, keine mathematische Gleichung gibt, wohl aber für die Schrödingersche Psi-Funktion, aus der man dann die Wahrscheinlichkeiten berechnen kann.

Erwin_Schrodinger_at_U_Vienna

Seit jetzt bald hundert Jahren wurde das immer wieder, allen Einwänden zu Trotz, bestätigt. Das Einzelereignis ist nicht vorhersehbar, es ist in fundamentaler Weise zufällig. Man kann sagen, dass es seine eigene Ursache ist, man kann es „autokausal“ nennen. Nichts in diesem Universum bestimmt des Ort des Elektrons, es gibt dafür nur Wahrscheinlichkeiten.

Auch für den hypothetischen Beginn unseres Universums gibt es keine bestimmende Ursache (wie Hawking betont hat), das ist aber im Licht des Doppelspaltversuchs wenig überraschend. „Autokausale“ Ereignisse sind in der Mikrowelt der Normalfall und die Physik des Anfangs spielt in der Mikrowelt!
Wenn man wie Hawking dann aber aus dem autokausalen Anfang schließt, dass Gott zur Erschaffung der Welt nicht notwendig und daher nicht existent ist, so muss man sich den Vorwurf logischer Purzelbäume gefallen lassen.

Weitaus weiser ist das Zitat von Albert Schweitzer: „Der Zufall ist das Pseudonym, das der liebe Gott wählt, wenn er inkognito bleiben will“.

Advertisements