Heisenberg Uncertainty

Zwei Bankräuber überfallen eine Bank um die andere. Sie erbeuten nur kleine Beträge, und setzen auch keine Gewalt ein, im Gegenteil, sie sind ausgesprochen höflich. Auf Grund der Regelmässigkeit ihres Vorgehens ist Charlie in der Lage, den nächsten Überfall vorherzusagen, so dass das FBI auf die Räuber warten und sie hoffentlich verhaften kann. Dabei kommt es allerdings zu einer grossen Schiesserei, offenbar waren da doch nicht nur zwe unbewaffnete Täter, sondern eine Gruppe, die auch vor äusserster Brutalität nicht zurückschreckt.

Charlie zieht sich von dem Fall zurück, um ein sich der Frage zu widmen, ob P = NP ist. Der Fall sei durch den Zwischenfall völlig verändert worden, sein Modell sei nicht mehr anwendbar. Dies sei ähnlich wie bei Elementarteilchen, die ebenfalls durch die Beobachtung stark gestört werden.

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Heisenbergs Unschärferelation und der Beobachter-Effekt

Werner Heisenberg hat 1927 eine Ungleichung aufgestellt, die zeigt, dass Ort und Impuls eines Elementarteilchens nicht gleichzeitig beliebig genau gemessen werden können. Je höher die Genauigkeit der einen Grösse ist, desto ungenauer muss die Messung der anderen Grösse ausfallen. Die Unschärfe-Relation ist ein fundamentales Prinzip der Quantenmechanik.

Der Beobachter-Effekt ist die Tatsache, dass die Beobachtung eines Systems dieses verändern kann. Der Beobachter-Effekt ist in mehr oder weniger grossem Masse bei fast jeder Messung feststellbar. Und es ist naheliegend, anzunehmen, dass er die Erklärung für Heisenbergs Unschärferelation ist. Es zeigt sich jedoch, dass Unschärfe ein allgemeines, rein mathematisches Prinzip jedes Phänomens mit Wellennatur ist, also auch bei der Ausbreitung von Licht in einer Glasfaser oder ähnlichem beobachtet werden kann. Sie hat insbesondere nichts mit dem technischen Stand der Messtechnik zu tun.

Die mathematischen Erläuterungen zu dieser Numb3rs-Folge zeigt Beispiele des Beobachter-Effektes und erläutert den Unterschied zum mathematischen Phänomen der Unschärfe.