Buchmesse in Frankfurt/Main vom 06. - 10. Oktober 2010
A K V Arbeitskreis Kleinere Verlage im Börsenverein des Deutschen Buchhandels

Anschauliche Erweiterung der Quantenphysik

Die Menschheit hat über die Natur einen riesigen Wissensschatz aufgehäuft. Ist aber unser Wissen samt und sonders richtig? Nein, das ist es nicht! Es hat Lücken. Ich hinterfrage die Schwachstellen. Seit meinen Veröffentlichungen auf den deutschen Buchmessen des Jahres 2000 und im Internet ist viel Zeit vergangen. Inzwischen wurde mir kein neuer Ansatz bekannt, der diese Probleme löst. Nach wie vor legen meine Arbeiten ein Konzept für eine wahrhaft universelle Theorie zur »Großen Vereinigung« vor. Im Laufe meiner Analysen werden Gedanken vorgestellt, wie die auseinandergedrifteten Gebiete der klassischen und der quantisierten Naturwissenschaften im Sinne Max Plancks und Albert Einsteins wieder zu einer geschlossenen Einheit verschmelzen. Für Philosophie und Naturwissenschaften einschließlich Medizin ist eine gemeinsame Basis erforderlich.

Wichtiges Ergebnis auf diesem Wege ist die grafische Illustration elementarer Quantenprozesse in raum-zeitlichen Koordinatensystemen. Dadurch kann unser in Jahrtausenden gewachsenes räumliches Vorstellungsvermögen auch für die Quantenphysik herangezogen werden. Allerdings muß dazu in der Mathematik auf eine Bequemlichkeit verzichtet werden. Die moderne Physik rechnet nämlich mit h-quer=h/2p und beraubt alle Quantenprozesse ihrer räumlichen Komponente.
Das deduktive Lösungsprinzip erlaubt, in die empirisch überwiegend unzugängliche Region zwischen dem einzelnen Wirkungsquantum h mit 6,62606896(33)^.10^-34 [J^.s] und dem gut zugänglichen Bereich mit 10^-14 [J^.s] vorzudringen und dort dezidierte Schlußfolgerungen zu ziehen. Das betrifft nicht die DIN-Norm für Meßverfahren, sondern einzig die Frage, welche Meßempfindlichkeit wir überhaupt erreichen können. Die Natur verfügt für alle Geschehnisse über die Empfindlichkeit von 1 Wirkungsquantum h und darunter, denn die Einzelrotation läßt sich weiter in infinitesimale Winkelschritte unterteilen.
Eine Vielfalt von Anwendungsmöglichkeiten eröffnet ein breites Tätigkeitsfeld für alle Gebiete der Naturwissenschaften. Dabei werden einige hartnäckige Probleme unmittelbar gelöst, während sich für anderes neue Ansätze zeigen. Der Fundus des bewährten Wissens wird sich neu ordnen. Die endgültige Prüfung all der unzähligen Aspekte und deren jeweilige Tragfähigkeit muß nachträglich erfolgen. Denn ein Einzelner ist dazu angesichts des riesigen Ausmaßes im Naturgeschehen und in dessen wissenschaftlicher Erörterungen nicht fähig.

Kritik am heutigen und das bessere Quantenbild

Die jetzige Quantenphysik beschreibt akribisch das Verhalten statistischer Gesamtheiten von Quantenobjekten. Allerdings kann kaum jemand das Entstehen der Resultate hinterfragen, weil die Forschung mit einer Terminologie protokolliert, die mit Hieroglyphen durchsetzt ist. Stephen W. Hawking selbst hält nur eine handvoll Wissenschaftler in der ganzen Welt für fähig, die Quantenphysik richtig zu verstehen.¹ Ein Reporter von STRINGS '99 in Potsdam hatte sie auf 100 beziffert. Richard P. Feynman urteilte am krassesten. Er bezog sich selbst mit ein und begann eine Vorlesungsreihe mit dem Statement:
“Keiner   v e r s t e h t   die Quantenphysik!” Mit der Widmung: "Was der eine Dummkopf begreifen kann, begreift der andere Dummkopf auch,"² schwächte er das ab, denn Interessierte sollten ihn ja verstehen. Kritikwürdig an der heutigen Quantenphysik ist: Sie überschreitet ihre Kompetenz, wenn sie Einzelobjekte für obsolet erklärt.

Andere statistische Gesamtheiten haben bekannte Einzelobjekte. Im Hintergrund stehen Menschen einer Stadt, eines Landes oder der ganzen Welt, Fahrzeuge im Straßenverkehr, Tiere einer Population, Verunreinigung des Wassers, Atome und Radioisotope in Substanzen, Restteilchen im Vakuum, Elementarteilchen in Prozessen, Himmelskörper und Galaxien im Weltraum … Bei der Quantenphysik hingegen verleitet das Wort "statistisch" prominente Quantenphysiker, die Frage nach dem Wesen des Einzelquants durch das Wort "obsolet" zu entwerten. Manche Physiker offerieren weniger oder mehr neue Dimensionen. Aber in Wahrheit verlaufen alle Prozesse im Universum von den allerwinzigsten bis zu den allergrößten simpel in Raum und Zeit. Das läßt sich nicht aushebeln. Nehmen wir die Radioisotope. Sie sind klein, und wir brauchen Mittel, um den Ort ihres Aufenthalts zu bestimmen; und wir haben eine Formel für die Zeit ihres Zerfalls. Nehmen wir eine Metagalaxie, über die sich nur abstrakt sprechen läßt. Auch dort fragen wir nach dem Ort, wo sie sich befindet, und nach der Zeit ihres Entwicklungsstadiums. Natürlich kann man sich Multi-Dimensionen als Hilfsmaßnahme ausdenken, um Spezialuntersuchungen anzustellen. Aber man sollte unser unvollkommenes Bemühen nicht als Naturbasis ausgeben und dem Universum überstülpen. Man erzeugt sonst ein Refugium für Auserwählte zu dem die befruchtende Kommunikation abreißt. Das schafft keine Klarheit, sondern stiftet Verwirrung und Mißverständnis, wie man in wissenschaftlichen Talkshows erlebt.

Mein Vortrag »Das Kontinuum der Quanten« hat das Ziel, einen Teil der gravierenden Mängel zu beheben und identifiziert das herausragendste Einzelobjekt der Quantenphysik in der Gestalt des Analogons zu Max Plancks Wirkungsquantum h.

Dabei steht weniger der Wert von 6,62559…10^-34 [J∙s] im Mittelpunkt (den Planck mit indirekten Schlußfolgerungen aus den Strahlungsgesetzen abgeleitete hatte und der später immer weiter verfeinert wurde), sondern vielmehr das anschauliche raum-zeitliche Einzelobjekt “Feldschlaufe” des Mono-Quantenfeldstranges (Monostrahl, Quantenstrang, String).

Mit dieser Gleichsetzung des Wirkungsquants als Einzelrotation in allen natürlichen Drehfeldern ist sofort vieles klar, worüber die heutige Quantenphysik noch rätselt. Die Mono-Schlaufe ist die kleinste sinnvolle Einheit des »Allgemeinen Physikalischen Feldes«, von der das »Spiralfeldmodell« ausgeht und aus dem das gesamte Universum besteht. Dieses einfachste Quantenobjekt läßt sich nicht nur wegen seiner Winzigkeit nicht vereinzeln oder auf eine bestimmte konkrete Rotationsperiode innerhalb ihres Wirkungsstrangs festlegen, sondern ist im Kontinuum des Stranges prinzipiell nicht unterscheidbar und in diesem Sinne ein Element des Bose-Einstein-Kondensats. Das ist eine der statistischen Gesamtheiten, mit denen die etablierte Quantenphysik operiert. Auf andere statistische Gesamtheiten mit ebenfalls anschaulichen Einzelobjekten gehe ich hier nicht ein; auch nicht darauf, daß Monoschlaufen nicht immer winzig sind.

Noch etwas: Jede dieser Umdrehungen läßt sich - wie jede andere Rotation in Wissenschaft und Technik - in unendlich viele infinitesimale Winkelschritte dj unterteilt denken. Folglich ist das Wirkungsquantum h nicht unteilbar, wie ich vor einiger Zeit in Wikipedia las. Nach der »Spiralfeldtheorie« existiert im gesamten Universum nichts, was unteilbar ist. Es gibt keine mysteriösen »Urteilchen«, aus denen alles zusammengesetzt werden könnte. Aber: Eine Teilung des Wirkungsstrangs erfolgt nicht so wie eine Abtrennung durch Handarbeit oder technische Mittel: Hier das eine Bruchstück - dazwischen eine Lücke - dort das andere Bruchstück (abgesehen davon, daß wir eine solche Teilung grundsätzlich niemals vollziehen könnten, auch nach sagenhaftesten Fortschritten nicht, weil unsere raffiniertesten Werkzeuge selbst aus Quanten bestehen). Feld reißt nirgends völlig ab. Die Lehre vom »atomos« ist nicht nur bei Chemieatomen und bei noch kleineren Teilchen ein Irrtum, sondern auch beim Strahlungsfeld. Der schon im Altertum erkannte und heute allgemein akzeptierte Gedanke, daß alles ein Ganzes bildet, zeigt sich auch hier.

Die Betrachtungsfehler einiger vorlauter Verfechter der auf Wahrscheinlichkeit fußenden Quantenphysik führen zu abstrusen Behauptungen. Man postuliert die Möglichkeit einer Zeitumkehr und die Existenz von unzähligen Parallelwelten. Man schaffte gegen Plancks Warnungen³ den bewährten Grundsatz der Kausalität ab und will ihn durch einen statistischen Indeterminismus⁴ ersetzen. Man geht sogar soweit, dem Allerkleinsten, das keine Differenziertheit mehr besitzt, Eigenschaften wie ein Wissen, die Fähigkeit zur Entscheidung und eine gegenseitige Kommunikation zwischen Zwillingsteilchen über riesige Distanzen anzudichten.⁵ Mit all dem schickt man sich an, den Sinn der für alle Menschen historisch gewachsenen Begriffswelt zu beschädigen. Das lehrt keine neue Wahrheit, sondern das taucht die “exakten Wissenschaften” in mystischen Nebel.

Auch Werner Heisenbergs Unschärfe-Relation findet ihre Aufklärung. Die Monoschlaufe ist genau eine Wellenlänge lang und hat wegen ihrer Gestalt keinen definierten Ort im Strang. Selbst wenn man sich also in Gedanken genau eine bestimmte konkrete volle Rotation als Einzelobjekt herausnimmt, ist ihr Ort über die ganze Wellenlänge "verschmiert". Ein Wort aus der Frühzeit der Quantenmechanik. Was besagt das aber? Jedenfalls nichts, was eine Unbestimmtheit des Weltgeschehens begründet. Denn alle Strahlen konzentrieren ihre Wirkung in Bewegungsrichtung, wie jedem bewußt wird, wenn ihn Licht blendet oder wenn ein Laserstrahl arbeitet. Der Querschnitt jedes Quantenstranges hat ein Zentrum mit einem exakten geometrischen Ort, nämlich einem Punkt, wie meine Darstellungen zeigen. Ebenso klar ist es bei echten⁶ Teilchen mit Kern (Atome) und bei kernlosen echten Teilchen (Separatelektronen, Neutrinos...). Immer gibt es ein Zentrum, um das die Ringprozesse rotieren und das ist exakt lokalisiert.

Folglich sind im gesamten Universum keine Ereignisse unbestimmt oder zweifelhaft. Eine andere Frage ist, ob wir die Ereignisse in allen Fällen bis in ihre kleinsten Details nachverfolgen können? Das können wir nicht! Dazu müßten uns alle Ereignisse zugänglich sein; dazu ist das Universum zu riesig und dazu sind unsere feinsten Meßmittel zu grob. Um dennoch etwas aus der Frühzeit der Quantenmechanik zu retten, hebe ich hervor, daß alle Feldprozesse dem Wesen der Sache nach immer über den Raum ihrer Existenz "verschmiert" sind. Denkt man allerdings an Mono-Strahlen von Licht oder an Mono-Strahlen noch höherer Frequenz, dann kann dafür der spitzeste Bleistift keinen maßgerechten Strich zeichnen. Damit sind alle geometrischen Orte mathematisch exakt. Bleiben noch Energie und Zeit. Aber die liefert die Planck-Konstante selbst.
 

Antworten zu Prof. Schröters Liste ”Was Quantenmechanik NICHT ist!“⁷

• Meine »Spiralfeldtheorie« ist eine echte Theorie, denn sie setzt keine Teilchen voraus, sondern zeigt, wie sich Teilchen aus freier Strahlung bilden. Sie erläutert, wie sich die nichtlokale Strahlung in lokale echte Teilchen umwandelt, indem sie auf Endlosschleifen mit extrem kleinen Krümmungsradien kreist und dabei ihre charakteristische Wesensart nicht verliert, sich mit Lichtgeschwindigkeit zu bewegen. Damit ist gesagt, warum es Teilchen gibt.
• Die »Spiralfeldtheorie« erklärt, wie aus echten Teilchen in ununterbrochener Folge durch äußere oder innere Störungen wieder freie Strahlung entsteht. Die existierenden Teilchen mit ihrer eingefangenen Strahlung haben in ihren Ringprozessen so viel funktionale Struktur, daß ihnen in gewisser Hinsicht ein Eigenleben zuzuerkennen ist. Bei einem harmonischen Zusammenspiel der inneren Kreisprozesse können die Teilchen (Atome, subatomare Teilchen, Elektronen, Neutrinos) sehr stabil sein (Protonen 10^>30 a), oder sie zerfallen nach verschiedener Dauer (Neutron ½ h).
• Die Wechselwirkung mit Licht hat im »Spiralfeldmodell« eine ganz andere Grundlage als gemeinhin erwartet. Licht bleibt im Teilchen Licht. Röntgen- oder Gammastrahlung bleibt im Teilchen Röntgen- bzw. Gammastrahlung. Aber die Bahnkrümmung ist im Innern der Teilchen radikal verändert und wird mit steigender Energie immer winziger. Die spontane Emission kommt durch Störungen des Gleichgewichts zustande. Das Heim-Teilchen sendet über eine kurze, lange oder astronomisch lange Distanz einen Quantenstrang aus (Emission). Dieser Quantenstrang wird in einem Ziel-Teilchen mit vakanter Bahn eingefangen (Absorption, Miniausgabe des sog. »Schwarzen Lochs«).
• Der Hamilton-Operator (Energie-Operator) wird durch die neue Theorie nicht berührt.
• Das von Einstein interpretierte Feld stimmt mit dem »Allgemeinen Physikalischen Feld« der »Spiralfeldtheorie« überein, welches das vollendet, was Einstein begann: Es erklärt die Gravitation als Ãœberlagerung (Superposition) aller seitlichen Felder der nichtlokalen und der lokal kreisenden Quantenstränge, deren Feldstärke nach außen 1/r² schwächer wird.

Antworten auf die FAQs zur Quantenmechanik

• Ein Elektron ist sowohl ein Teilchen als auch eine Welle. Nur: Seine charakteristische Schwingung ist kein Hin und Her wie bei Pendel, Saite oder Metronom, sondern konstante Rotation. Das ist die simple Wiederholung derselben neuen Umdrehung nach der vorherigen. Außerdem haben z.B. Separat-Elektronen im Gegensatz zum Analogon des Wirkungsquantums eine weitere übergeordnete Bewegung, die mit einer Billardkugel verwandt ist. Vor allem aber muß man zuerst klären, über welche Art von Elektronen man spricht. Hüllenelektronen⁸ sind etwas anderes als Kathodenelektronen, Leitungselektronen oder Kernelektronen usw.
• Das erfordert neue Untersuchungen und neue Vorträge. - Mit der oszillierenden gaußförmigen Dichtewolke, die mit der Zeit auseinanderfließe, hatte man etwas zu erklären versucht, was sich auf diese Weise nicht erklären läßt.
• Jeder Quantenstrang ist fähig, mit sich selbst zu interferieren, wenn er auf sich selbst trifft. Mit diesem Problem setzte sich schon Paul Adrien Maurice Dirac intensiv auseinander.⁹
• Die genannten Fakten sind richtig, aber das Doppelspalt-Experiment erfordert aus Sicht der »Spiralfeldtheorie« eine neue Interpretation, bei der die Räumlichkeit der Quantenobjekte in den theoretischen Erörterungen erhalten bleiben muß. Im Quantenstrang darf das h als räumliche Feldschlaufe nicht seiner 2p beraubt und zum h (gesprochen: h-quer) degradiert werden. - Für Elektronen sind weitere klärende Untersuchungen erforderlich.
• Das einzelne Elektron kann nichts über den zweiten Spalt    w i s s e n .
• Auch die statistische Gesamtheit aller beteiligten Elektronen    w e i ß   nichts. Wissen im Sinne der menschlichen Begriffswelt erfordert auch bei großzügigster abstrakter Auslegung ein Informationssystem. Elektronen reagieren. Das Wie dieses Reagierens haben wir ohne Hokuspokus herauszufinden.
• Die Wellenfunktion der Quantenstränge kollabiert nie. Die Quantenstränge bleiben als freie Strahlung Drehfelder, und sie bleiben in echten Teilchen auf ihren geschlossenen Bahnen umlaufende Drehfelder.
• Ein einzelnes Elektron geht im Doppelspaltexperiment nicht zugleich durch beide Spalte und entscheidet sich auch nicht durch einen Zwang der Meßeinrichtung "nachträglich" durch den linken oder den rechten Spalt gegangen zu sein wie ein unzuverlässiger Zeuge. Diese Auslegung ist eine hilflose Ausrede für einen falschen Ansatz.¹⁰ Die Messung ist kein Problem der Natur, sondern unseres. Wenn ein Meßeingriff mit einem zu hohen Kausalnexus den natürlichen Vorgang zu sehr stört oder gar zerstört, dann kann man das nicht der Natur anlasten, sondern muß es durch begründete Schlüsse kompensieren oder auf ganz andere Weise hinter das Geheimnis kommen. Das andere Elektron aus seiner Ãœberlagerung heraus projiziert zu denken, ist keine Lösung. Es gibt eine bessere.
• Gegen die Berechnung einer statistischen Gesamtheit ist nichts einzuwenden, und wenn man die Innereien eines Radioisotops als Schrödinger-Katze mit durchschnittlicher Lebenserwartung ansieht, dann stimmt die Formel wie bei Versicherungsgesellschaften mit auf Bruchteile genauem Zahlenwert voraussichtlich sterbender Menschen einer Stadt.
• In Atomen und Isotopen kommen sich die Prozeßringe so nahe, daß sie sich gegenseitig beeinflussen (Hintergrund: PSE, Ausschließungsprinzip nach Wolfgang Pauli, Spektroskopie). Nach genauer Erforschung dieses Naturbereichs wird man auch hier zu deduktiven Schlüssen kommen.
  ---------------------------------------------------------------------------------

[1]   »Eine kurze Geschichte der Zeit - Die Suche nach der Urkraft des Universums«, Seite 218

[2]   »QED - Die seltsame Theorie des Lichts und der Materie«, Seite 10

[3]   »Der Kausalitätsbegriff in der Physik«, Leipzig,1913/1932...1948, Verlag: Johann Ambrosius Barth

[4]   »Determinismus oder Indeterminismus?«, Vortrag, Leipzig 1938/1948, Verlag: Johann Ambrosius Barth

[5]    Man kann sich u.a. auf David Bohm berufen, der die Elektronen durch eine Führungswelle y lenken läßt.

[6]    Die Eigenschaft "echt" für Teilchen stammt nicht von mir. Ich benutze sie für Teilchen aus kreisender Strahlung.            Dieses Problem wurde in dem Sinne behandelt, daß auch freie Strahlung als Strang mit Anfang und Ende            Teilcheneigenschaften besitzt.

[7]   Die Hervorhebung NICHT stammt aus dem Original.

[8]  Elektronen der Atomhülle sind die beschriebenen um den Atomkern herum in sich selbst zurücklaufenden            Strahlen. Alle anderen Elektronenarten müssen gesondert besprochen werden. Aber auch sie bestehen aus in              sich selbst zurücklaufender Strahlung.

[9]   »The Principle of Quantum Mechanics«, »Die Prinzipien der Quantenmechanik«,dtsch: Werner Bloch,
       Oxford,  Leipzig,1930/35/47-49/58

[10] Jean-Louis Destouches: ”Der objektive Charakter der Quantisierung. In jeder physikalischen Theorie muß man sorgfältig zwischen den objektiven Elementen unterscheiden, die mit den inneren Eigenschaften der beobachteten mikrophysikalischen Systeme verbunden sind, und den subjektiven Elementen, die mit unserem Wissen über diese Systeme verbunden sind und die zur Berechnung von Vorhersagen dienen. Nun ist die Quantisierung, das heißt eine Einschränkung der möglichen Werte einer beobachteten Größe gegenüber jenen, die sie nach den klassischen Theorien annehmen darf, ein Element, das eigentlich unabhängig von den Meßprozessen und der subjektiven Kenntnis des Systems ist und zu den inneren Eigenschaften des Systems gehört. Die Quantisierung muß daher in objektiver Weise ausdrückbar sein. Die Bestimmung eines speziellen Wertes des Spektrums hängt zur Zeit der Messung wohl von dem Komplex Meßapparat-System ab, doch bezieht sich diese nicht auf die inneren Eigenschaften des Systems. Die Gesamtheit der Werte des Spektrums ist aber vom Meßprozeß unabhängig und daher für das betrachtete System charakteristisch.”
Frank/Kockel/Macke/Papapetrou: »Max-Planck-Festschrift«, Berlin 1958, S.371-374, Hsg des Beitrags: Institut Henri Poincaré, Paris