Welle-Teilchen-Problem
Ulrich Wirth
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Gedanken zum Welle-Teilchen-Problem des Lichtes
Im Jahr 1989 kam mir ein Artikel zu Gesicht, der vom Welle-Teilchen-Problem handelt, an dessen Titel ich mich aber nicht mehr erinnere. (Wahrscheinlich war er in der Zeitschrift ‘Spektrum der Wissenschaft’ publiziert.)
Darin fand ich die Aussage, das Thema sei nicht anschaulich zu machen. Das wollte mir nicht in den Kopf, jedenfalls nicht ohne es selbst versucht zu haben. Wie mache ich etwas anschaulich? Zum Beispiel indem ich es zeichne. Also zeichnete ich eine Welle und einen Punkt.
Mit dem Punkt konnte ich anfangs nicht viel beginnen, wohl aber mit der Welle. Licht wird als Energie einer transversalen Schwingung verstanden. (Dass Energie in einer Schwingung steckt, kann ich leicht selbst erproben, indem ich ein Seil an einem Ende befestige und das andere mit meiner Hand in Schwingungen versetze.)
Für die Lichtwelle darf ich annehmen, ihre Energie stecke in der Hin- und Herbewegung der Welle (wie mit dem Seil erprobt), nicht an einem Punkt
derselben, denn das widerspräche meiner Erfahrung und Anschauung. Trotzdem reizte der Versuch, die Wellenenergie auf einen Punkt zu konzentrieren, und damit kommt das Zeichnerische ins Spiel. Indem ich ein Papier von unten her über die Kurve schob, komprimierte ich sie gewissermassen in den verbleibenden Teil.
Im Moment, da der Gipfelpunkt erreicht war, blieb nur noch ein Punkt, ein in einen Punkt konzentriertes Energiepaketchen, das meinem Anschauungsvermögen zwangsläufig als Teilchen erscheinen musste.
Diese Darstellungsart geht gewissermassen vom Inneren der Welle aus. Ich kann die Seite aber auch wechseln und mich von aussen an die Schwingung herantasten. Ich stelle mir eine Blatt Papier vor, dessen Rand die Fähigkeit besitze, den Kontakt mit einem Energiepaket anzuzeigen indem es gleichsam dort einen kleinen Kurzschluss produziert, ein Vorgang also ähnlich wie in Versuch 1, bloss andersherum angeschaut.
Dieses Papier schiebe ich nun von aussen gegen die gezeichnete Welle. Im Moment, da sein Rand die Energiewelle berührt entsteht als Anzeige ein Punkt, ein Energieteilchen, in dem sich die Wellenenergie konzentriert. Die sog. Dualität Welle-Teilchen ist mit dieser Betrachtung zwar nicht aus der Welt geschafft, in
meinem Verstande aber weiss ich nun, dass beide Seiten identisch sind, lediglich von verschiedenen Standpunkten her betrachtet.
In einem meiner Versuche habe ich allerdings die Welle entlang der Nullinie gedankllich halbiert. Warum weiss ich eigentlich nicht, der Einfachheit halber glaubte ich. Beide Hälften sind wertmässig - wenn ich so sagen darf - genau gleich und doch irgendwie verschieden, die eine nach oben, die andere nach un-ten. In meinem Hinterkopf geistert die vage Idee, es könnte mit der Polarisation zu tun haben, einer Grundeigenschaft des Lichtes. Und mit dem elektrischen und magnetischen Feld.
Vielleicht kann mich jemand beraten. Ich finde nämlich in diesen gedanklichen Experimenten noch mehrere Berührungspunkte mit Aussagen der modernen
Physik, aber ich halte mich für zu wenig kompetent, sie hier auszubreiten. Meine Ausbildung beschränkt sich auf den Physikunterrichtricht im Gymnasiium Winterthur vor rung 60 Jahren, wo uns allerdings bereits die Streuung des Lichtes durch eine punktförmige Oeffnung vordemonstriert wurde.
Was mir persönlich aber aus den Versuchen bleibt, ist die Vermutung, das Welle-Teilchen-Problem entstehe in meinem Denken, sei nicht zwangsläufig ein Naturprinzip, sicher aber eine Notwendigkeit meines Vorstellungsvermögens. Denn genau genommen ziehe ich mein ganzes Wissen aus der Tatsache, dass ich
ein Ding erst an seinem Gegenteil erkenne, den Tag an der Nacht, die Wärme an der Kälte, den negativen elektrischen Pol am positiven und die Welle an ihren Grenzausschlägen und eben am Teilchen usw.
Aber ich möchte mich hinsichtlich darin enthaltener Philosophie nicht auf die Aeste hinauslassen.
Högli, 11.12.97
U. Wirth
