Warum es nicht nur die materielle Welt gibt

Betrachten wir einen Kasten, dessen Inhalt nur aus einem einzigen Elektron besteht. Was sagt die Quantenphysik über dieses Elektron? Es ist in einem Superpositionszustand aus allen Orten des Kastens. Bestimmt wird der Superpositionszustand von einer abstrakten Wellenfunktion aus der Welt der Mathematik. Sucht man nach dem Elektron, führt man also eine Messung durch, dann taucht es irgendwo im Kasten auf. Wo es auftaucht, lässt sich nicht exakt berechnen, man kann hierfür nur Wahrscheinlichkeiten angeben, die sich aus der Wellenfunktion berechnen lassen.

Was aber hat man sich unter „Das Elektron ist in einem Superpositionszustand aus allen Orten des Kastens“ vorzustellen? Ist das Elektron gleichzeitig an allen diesen Orten? Das klingt absurd, daher sagen die Physiker, gewissermaßen als kleineres Übel, dass das Elektron nirgendwo ist. Und fügen noch hinzu, dass es sich in einer geistigen Welt losgelöst von Materie, Energie, Raum und Zeit befindet. Nämlich als Wellenfunktion in der Welt der Mathematik. Erst, wenn man nach dem Elektron sucht, kehrt es wieder in die materielle Welt zurück. Soweit die herkömmliche Sicht. Die gilt natürlich nicht nur für die Elektronen, sondern für alle Quantenobjekte. Die herkömmliche Sicht ist keineswegs zufriedenstellend. Denn die Wellenfunktionen stellen ja keine Abbilder der Quantenobjekte dar. Sie können daher nicht als „geistiger“ Ersatz für die Quantenobjekte in Superpositionszuständen dienen. Sie bestimmen nur die Superpositionszustände, mehr nicht.

Daher muss es noch eine dritte Welt geben. Eine Welt aus reiner Information, in der jedes Quantenobjekt sein Abbild besitzt. Hierzu wieder zurück zum Kasten, dessen Inhalt aus nur einem einzigen Elektron besteht. Im Moment des Eintritts in den Kasten verschwindet das Elektron aus der materiellen Welt und befindet sich in der dritten Welt. In Form seines Abbilds aus reiner Information. Nennen wir sie ab sofort nicht mehr die dritte Welt, nennen wir sie die innere Welt. Das Elektron ist also, solange man nicht nach ihm sucht, keine Wellenfunktion in der Welt der Mathematik, sondern es ist sein Abbild in der inneren Welt. Die innere Welt ist überall, also ist das Abbild überall. Nicht nur überall im Kasten, sondern überall in der gesamten materiellen Welt. Allerdings gibt es natürlich nach wie vor die entsprechende Wellenfunktion. Mit ihr ist das Abbild eng verbunden. Sie bestimmt, wie die Beziehung zwischen dem Abbild und der materiellen Welt aussieht. Aus der Wellenfunktion ergeben sich daher die Wahrscheinlichkeiten dafür, wo das materielle Elektron auftaucht, wenn man nach ihm sucht. Das sorgt dafür, dass es mit allergrößter Wahrscheinlichkeit im Kasten auftaucht.

Was passiert beim Doppelspalt-Experiment? Die materiellen Elektronen scheinen ja durch beide Spalten gleichzeitig zu fliegen. Tatsächlich ist das natürlich nicht so. Tatsächlich verschwindet jedes Elektron, sobald es den „Gewehrlauf“ verlassen hat, aus der materiellen Welt und befindet sich in Form seines Abbilds in der inneren Welt. Das Abbild ist überall, gehorcht aber der entsprechenden Wellenfunktion. Die bestimmt die Beziehung des Abbilds zur materiellen Welt. Daher kann man sagen, dass zwar nicht das materielle Elektron, aber sein Abbild durch beide Spalten gleichzeitig hindurchfliegt, geführt von der sich zeitlich verändernden Wellenfunktion. Irgendwann trifft das Abbild auf die zweite Wand. Das entspricht einer Messung. Was bewirkt, dass dann wieder das materielle Elektron auftaucht. Gemäß der von der Wellenfunktion bestimmten Wahrscheinlichkeiten, was das Interferenzmuster (die hellen und dunklen Streifen) auf der zweiten Wand bewirkt.

Es fehlt aber noch etwas.

Alle Elektronen in unserer materiellen Welt sind völlig identisch, haben exakt die gleiche Ladung und die gleiche Masse. Das ist seltsam, da kein physikalisches Gesetz ihre Ladung und ihre Masse vorschreibt. Aber selbst wenn es solch ein Gesetz gäbe, wäre es trotzdem seltsam. Weil die Natur prinzipiell unscharf ist, es stets Fluktuationen gibt.

Warum aber sind dann alle Elektronen völlig identisch? Das lässt sich mittels des folgenden Szenarios erklären:

Ein Elektron wird erzeugt. Im Moment seiner Erzeugung bekommt es sein unvergängliches Abbild aus reiner Information in der inneren Welt. Das ist individuell, also neu, weil jedes Elektron mit unterschiedlicher Ladung und unterschiedlicher Masse erzeugt wird. Aber das ist noch nicht alles. Denn alle bereits in der inneren Welt vorhandenen Abbilder von Elektronen vereinigen sich mit dem neuen Abbild. Das bewirkt, dass sich das neu erzeugte Elektron der Gesamtheit aller dieser Abbilder anpasst. Das Elektron stellt dann einen Superpositionszustand aus allen Elektronen dar, die im Universum bereits erzeugt worden sind. Das bewirkt, dass alle Elektronen wirklich absolut identisch sind.

Dieses Prinzip gilt nicht nur für die Elektronen, es gilt auch für alle anderen Elementarteilchen. Und auch für alle zusammengesetzten Objekte, also auch für alle Atome und Moleküle. Betrachten wir hierzu ein sich neu bildendes Wasserstoffatom. Das geschieht genau dann, wenn ein Elektron von einem Proton eingefangen wird. Genau im Moment seiner Neubildung wird vom Wasserstoffatom ein Abbild in der inneren Welt erzeugt. Wobei im Moment der Neubildung sich das Elektron des Wasserstoffatoms an einem einzigen Ort befindet. Es ist also im Moment der Neubildung bezüglich seiner Orte nicht in einem Superpositionszustand, sondern in einem einzigen Zustand. Das erzeugte Abbild ist das Abbild des Wasserstoffatoms im Moment der Neubildung. Entsprechend stellt es einen einzigen Ortszustand dar. Und es ist individuell, da jede Neubildung einzigartig ist. Wie aber kommt es zum Superpositionszustand des Elektrons bezüglich seiner Orte?

Tatsächlich gibt es in der inneren Welt sehr viele Abbilder von Wasserstoffatomen. Nämlich von allen Wasserstoffatomen, die sich bereits irgendwann, irgendwo neu gebildet haben. Alle diese bereits vorhandenen Abbilder vereinigen sich mit dem neu erzeugten Abbild. Was dazu führt, dass das sich neu bildende Wasserstoffatom die Zustände aller dieser Abbilder annimmt. So entsteht dann auch der Superpositionszustand des Elektrons bezüglich seiner Orte.

Die materielle und die innere Welt sind also aufs Engste miteinander verbunden. Denn wie erläutert, kommt es bei jeder Neubildung eines Objekts zu einem Informationsaustausch zwischen beiden Welten, der in beide Richtungen geht. Erstens wird ein neues individuelles Abbild aus reiner Information erzeugt und in der inneren Welt für immer archiviert, das ist der Informationsaustausch von der materiellen hin zur inneren Welt. Zweitens vereinigen sich alle passenden Abbilder mit dem neuen Abbild und das erzeugt die Superpositionszustände des sich neu bildenden Objekts. Was einen Informationsaustausch von der inneren hin zur materiellen Welt bedeutet.

Die so erzeugten Superpositionszustände sind allerdings anders als bei der herkömmlichen Quantenphysik. Sie enthalten nämlich nur diejenigen Zustände, die es bereits irgendwo, irgendwann in der materiellen Welt gegeben hat. Bei allen Atomen und Molekülen macht das allerdings heute keinen messbaren Unterschied mehr. Das ist sehr wichtig, denn bei allen Atomen und Molekülen stimmt die herkömmliche Quantenphysik sehr gut mit der Realität überein. Je größer aber ein Objekt, desto größer die Unterschiede in den Superpositionszuständen. Das ist kein Nachteil, sondern es löst, wie ich jetzt erläutern werde, das Messproblem.

Beobachtet man ein Atom oder Molekül mittels eines Messgerätes, dann sollte sich das Messgerät gemäß der herkömmlichen Quantenphysik auch in einem Superpositionszustand befinden. Das tut es aber nicht und das ist das Messproblem. Bislang konnte keine wirklich plausible Lösung präsentiert werden. Die Erzeugung der Superpositionszustände mittels der passenden Abbilder aus der inneren Welt löst das Messproblem auf sehr einfache Art und Weise. Denn Messgeräte sind stets einmalig im Universum. Daher enthält die innere Welt keine passenden Abbilder. Was bedeutet, dass Messgeräte sich nie in Superpositionszuständen befinden können. Das gilt natürlich auch für alle anderen großen Objekte um uns herum. Darum merken wir nichts von der seltsamen Quantenwelt.

Jetzt zur Verschränkung. Es ist das wohl seltsamste Phänomen überhaupt. Denn zwei verschränkte Objekte können sich augenblicklich beeinflussen, auch wenn sie viele Lichtjahre voneinander entfernt sind. Eine Erklärung gibt es bislang nicht. Wobei eigentlich klar sein sollte, dass die beiden verschränkten Objekte trotz großer räumlicher Distanz irgendwie miteinander verbunden sind. Da bietet sich doch die innere Welt als Erklärung an. Schließlich ist sie losgelöst vom Raum und Zeit. Das alleine aber genügt nicht. Ganz entscheidend ist auch, dass die innere Welt aus individuellen Abbildern besteht.

Betrachten wir hierzu zwei Quantenobjekte A und B, die beide in einem Superpositionszustand aus schwarz und weiß sind (natürlich gibt es in der Quantenwelt keine echten Farben, sie stehen für abstrakte Eigenschaften). A und B vereinigen sich und bilden ein neues zusammengesetztes Quantenobjekt, nennen wir es AB. Das führt zu einem neuen individuellen Abbild in der inneren Welt. Und bereits dort vorhandene passende Abbilder vereinigen sich mit dem neuen Abbild und erzeugen die Superpositionszustände von AB. Die Besonderheit von AB ist, dass es nur die Farbe grau haben kann. AB besitzt daher auch einen speziellen Superpositionszustand, in dem A und B miteinander verschränkt sind: Wenn A schwarz ist, muss B weiß sein und umgekehrt. Gleiches gilt natürlich für die Abbilder von AB in der inneren Welt.

Jetzt entfernen sich A und B voneinander. Wenn das so behutsam geschieht, dass es keine Wechselwirkung mit der Umgebung gibt, dann bleiben A und B miteinander verschränkt und die Abbilder von AB bleiben bzgl. der Eigenschaften schwarz und weiß unverändert. Wenn A und B einige Lichtjahre voneinander entfernt sind, wird die Farbe von A bestimmt. Das ist eine Messung und eine einzige Farbe bleibt daher übrig, entweder schwarz oder weiß. Die Verschränkung bewirkt, dass B augenblicklich die andere Farbe annimmt. Woher aber kann B „wissen“, welche Farbe bei A nach der Messung übriggeblieben ist? Das ist das große Rätsel. Die Abbilder von AB in der inneren Welt liefern die Lösung. Denn die Messung bewirkt, dass alle Abbilder, die nicht mit der gemessenen Farbe von A übereinstimmen, nicht mehr passen. Das bedeutet, dass nur noch diejenigen Abbilder übrigbleiben, bei denen B die andere Farbe als die bei A gemessene Farbe aufweist. Dadurch wird B entsprechend verändert, es bekommt eine eindeutige Farbe und zwar die andere als die bei A gemessene Farbe. Das ist keine „spukhafte Fernwirkung“ (Zitat Albert Einstein), da ja die Abbilder überall in der materiellen Welt vorhanden sind, also sowohl bei A, als auch bei B.