Quantenphysik: Die Wirklichkeit der Welle

Noch immer wird erbittert um die Interpretation der Quantentheorie gerungen. Ist die Natur wirklich per se "unscharf" – oder gibt es eine "tiefer liegende" Realität, die wir nicht kennen? Eine neuer Aufsatz heizt den Streit an.

Seit mehr als hundert Jahren beschreiben die Physiker das merkwürdige Verhalten von (sub)atomaren Objekten durch die Quantentheorie. Genügend Zeit, so sollte man meinen, sich darüber klar zu werden, was die seltsamen Quantengesetze eigentlich bedeuten und wie die Theorie zu interpretieren ist. Erstaunlicherweise ist sich die Fachwelt darüber aber keineswegs einig. Seit sich Niels Bohr und Albert Einstein (»Gott würfelt nicht«) über die Quantenphysik stritten, köchelt die Debatte. Und in letzter Zeit erhält sie sogar neue Nahrung.

Unter dem Titel Quanten-Theorem erschüttert Grundlagen berichtete kürzlich das Fachblatt Nature über eine Arbeit von drei jungen Theoretikern aus London. Mit jugendlicher Unbekümmertheit haben sich die drei an die fundamentale Frage gewagt, wie die berühmte »Wellenfunktion« eines quantenphysikalischen Objekts zu interpretieren sei. Während Generationen von Physikern diese Funktion nur als mathematisches Werkzeug zur Berechnung von Wahrscheinlichkeiten begriffen, kommen Matthew F. Pusey, Jonathan Barrett und Terry Rudolph zu einem anderen Schluss: Die Wellenfunktion sei viel mehr als nur ein Rechentrick – man müsse ihr vielmehr eine konkrete physikalische Realität zuschreiben.

Nun könnte man das (zugegebenermaßen enorm abstrakte) Gedankenexperiment der drei als kuriosen Einzelfall abtun – zumal ihre Arbeit noch nicht einmal in einem ordentlichen Fachblatt veröffentlicht ist, sondern nur als preprint im Internet zirkuliert . Das Erstaunliche jedoch ist, dass sie bereits enormes Echo erhält und nur ein Beispiel für viele andere Versuche ist, die Quantentheorie neu zu denken.

So diskutierten kürzlich auch an der Universität Wien Physiker bei einer internationalen Konferenz Alternativen zum vorherrschenden Quanten-Weltbild – darunter selbst gestandene Nobelpreisträger wie Gerard ’t Hooft . Der ebenfalls anwesende Theoretiker Lee Smolin postulierte bereits in seinem Buch The trouble with physics , dass »das schwerwiegendste Problem der modernen Naturwissenschaft« vermutlich mit den »Grundlagen der Quantentheorie« zu tun habe.

Im Kern geht es dabei immer noch um jene Frage, die schon Bohr und Einstein umtrieb: Was können wir über die Realität wissen?

Bohr vertrat die Ansicht, dass man sich einzig und allein auf die quantentheoretischen Formeln verlassen könne und dass es unmöglich sei, das »wahre« Treiben atomarer Teilchen zu verstehen.