Das berühmte Schrödinger'sche Katzenparadoxon wurde schon sehr früh folgendermaßen diskutiert [ich folge hier einer Darstellung von H.S. Green (Quanten­mechanik in algebraischer Darstellung, Springer 1966)]:

Ein von außen kommendes Photon löse in einem sonst lichtdicht abgeschlossenen Kasten zufallsgesteuert einen Mechanismus aus, durch den eine eingeschlossene Katze getötet werden kann oder auch nicht.

Vordergründig müsste so argumentiert werden: Die Katze sei dann in einem Überlagerungszustand von tot und lebendig (bis jemand den Kasten öffnet). Es sei bis dahin un-be-stimmt, ob die Katze noch lebendig oder schon tot sei. Das sei bei einem Lebewesen (oder anderen makroskopischen Körpern) nicht vorstellbar, außerhalb der menschlichen Erfahrung. Es wurde für paradox gehalten.

Früh schon wurde dagegen so argumentiert, wenn auch nicht unumstritten: Das stimme keineswegs. Seit dem Augenblick, an dem das Photon den Mechanismus ausgelöst habe, sei es lediglich noch ungewiss, in welchem Zustand sich die Katze befinde. Es sei dann sehr wohl be-stimmt, ob sie tot oder lebendig ist. So wurde also schon früh das scheinbare Katzenparadoxon als Lehrbeispiel für die Begriffe un-be-stimmt und ungewiss herangezogen.

Moderne Experimente bestätigen diese Meinung, wenn auch nicht bei einem makroskopischen System, so doch an einigermaßen komplexen mikroskopischen Systemen: an Molekülen mit zwei möglichen Zuständen. Zunächst befindet sich das Molekül in einem Überlagerungszustand von beiden. Der Zustand des Moleküls ist also un-be-stimmt. Das Molekül kann aber nicht vollständig von der Umgebung isoliert werden. Wegen der Ankopplung an die Umgebung, z.B. durch den Austausch von Infrarot-Photonen, geht das Molekül in einer unvorstellbar kurzen Zeit von typisch 10^-20 s in einen be-stimmten Zustand über. Von da an ist, wenn der Experimentator nicht "nachschaut", der Zustand des Systems tatsächlich nur noch ungewiss. Je größer das System ist, desto kürzer ist die Dekohärenzzeit, bei makroskopischen Gegenständen unmessbar klein.

Es ist damit geklärt, weshalb sich makroskopische Gegenstände offenbar anders verhalten (aber in Einklang mit der Quantentheorie) als mikroskopische Körper. Die extrem kurze deBroglie-Wellenlänge makroskopischer Gegenstände wegen ihrer großen Masse ist ein weiterer Grund. Bei elektromagnetischen Wellen (Lasermoden, Radiowellen), Schwingungen in Festkörpern (kohärente Phononen) und möglicherweise Atomlasern beschreiben kohärente Zustände, weshalb sich solche quantenmechanischen Systeme ähnlich wie klassische Systeme verhalten.

( August 2014 )