Quantendarwinismus

Der Quantendarwinismus ist eine Theorie, die eine auf Darwin'scher Selektion basierende Entstehung der klassischen Welt aus der Quantenwelt beschreibt. Sie wurde von Wojciech Zurek und einer Forschergruppe, zu deren Mitgliedern Ollivier, Poulin, Paz und Blume-Kohout gehören, vorgeschlagen. Die Entwicklung der Theorie geht auf eine Vernetzung einiger Forschungsgebiete Zureks zurück: Die pointer states, Dekohärenz und die Theorie der einselection. Zurek betreibt diese Forschungen seit 25 Jahren.

Auswirkungen

Ähnlich wie Zureks Theorie der umweltgestützten Invarianz erklärt der Quantendarwinismud, wie die klassische Welt aus der Quantenwelt entsteht und bitet mögliche Lösungen für das Messproblem der Quantenphysik, welches die größte Herausforderung auf dem Gebiet der Quantentheorie darstellt. Dieses Problem kommt dadurch zustande, dass der Vekrot des Quantenzustands, die Quelle jedes Wissens um Quantensysteme, sich gemäß der Schrödingergleichung zu einer linearen Superposition unterschiedlicher Zustände entwickelt, womit widersprüchliche Situationen wie z.B. "Schrödingers Katze" vorausgesagt werden können - Situationen, die in unserer klassischen Welt nie stattfinden. Die Quantentheorie hat dieses Problem üblicherweise behandelt, als sei es durch eine nicht-unitäre Trasnformation des Zustandsverktors in einen definitiven Zustand zum Zeitpunkt der Messung gelöst. Es bietet einen sehr genaue Möglichkeit der Einschätzung des Wertes des definitiven Zustands, welcher in Form einer Wahrscheinlichkeit für jeden möglichen Messwert gemessen wird. Der physikalische Charakter des Übergangs von der Superposition der Zustände zum eindeutigen, gemessenen klassischen Zustand wird durch die traditiobelle Theorie nicht erklärt, sondern wird normalerweise wie ein Axiom behandelt und war die Grundlage für die - möglicherweise berühmteste in der Physikgeschichte - auf die Vollständigkeit der Quantentheorie bezogene Auseinandersetung zwischen Bohr und Einstein. Der Quantendarwinismus beschreibt den Übergang der Quantensystemen vom riesigen Potenzial an Quantensystemen zur sehr eingeschränkten Menge an pointer states als einen Selektionsprozess der sogenannten einselection, dem das Quantensystem durch seine ständigen Wechselwirkungen mit der Umwelt ausgesetzt ist. Alle Quantenwechselwirkungen, Messprozesse eingeschlossen, aber eher Wechselwirkungen miz der Umwelt wie z.B. mit einem Photonenmeer, in den alle Quantensysteme eintauchen, führen zu einer Quantendekohärenz oder der Manifestierung des Quantensystems auf einer bestimmten Grundlage, die vom Charakter der Wechselwirkung, an der das Quantensystem beteiligt ist, vorgeschrieben wird. Für den Fall einer Wechselwirkung mit der Umwelt haben Zurek und seine Mitarbeiter gezeigt, dass eine bevorzugte Grundlage, in die ein Quantensystem dekohäriert, die pointer-Grundlage ist, die vorhersagbaren klassischen Zuständen zugrunde liegt. Auf diese Weise werden die Pointerzustände der klassischen Realität aus der Quantenrealität selektiert und exisitieren in einem Zustand im makroskopischen Bereich, welcher eine weitere Entwicklung - Evolution - ermöglicht. Da die Wechselwirkungen eines Quantensystems mit seiner Umwelt in einer Erfassung vieler redundanten Kopien der Information über seine Pointerzustände resultiert, steht diese Information vielen Beobachtern zzur Verfügung, welche sich über ihre Information bezüglich des Quantenzustands einigen können. Dieser Aspekt der einselection, welcher von Zurek "Environment as w Witness - Die Umgebung als Zeuge" bezeichnet wird, führt potenziell zu objektivem Wissen.