Einstein und der Zufall in der Physik

Der Alte würfelt nicht

Die Einführung von Wahrscheinlichkeitsaussagen in die Physik durch die Quantenmechnik war Einstein ein Dorn im Auge. Sie widersprach seiner Vorstellung von Wissenschaft.

Max Born, ein Kollege und Freund von Einstein, war der erste, der 1926 eine statistische Interpretation der quantenmechanischen Formeln vorschlug. Bei seiner Einführung der Wahrscheinlichkeit in physikalische Gesetzte, berief er sich ausdrücklich auf Anregungen von Einstein. Dieser verwahrte sich postwendend gegen diese Vereinnahmung. Er schrieb an Born: „Die Quantenmechanik ist sehr achtung-gebietend. Aber eine innere Stimme sagt mir, dass das doch nicht der wahre Jakob ist. Die Theorie liefert viel, aber dem Geheimnis des Alten bringt sie uns kaum näher. Jedenfalls bin ich überzeugt, dass der nicht würfelt.“

Um die von Einstein so bekämpfte Wahrscheinlichkeit in der Quantenmechanik ansatzweise zu verstehen, geht man am besten auf den von Einstein selbst ins Spiel gebrachten Welle-Teilchen-Dualismus zurück. Beginnend mit Einsteins Lichtquantenhypothese von 1905 wurde den Physikern immer deutlicher, dass sich das Verhalten von Licht in manchen

Situationen nur erklären lässt, wenn man es als Strom von Teilchen auffasst. In anderen Situationen wiederum verhält es sich eindeutig wie eine Welle. Später stellte sich heraus, dass dieser Dualismus nicht nur für das Licht gilt, sondern auch für Ströme von Elektronen, Atomen oder Molekülen. Doch die Suche nach einer Theorie, die beide Aspekte gleichzeitig erfasst, war zunächst vergeblich.

Dieser Dualismus setze sich in der gesamten Beschreibung der atomaren Prozesse fort. Man fand eine mathematische Beschreibung, die vom Teilchencharakter ausging und eine, die versuchte, die winzige Welt der Atome, Elektronen und Photonen als Wellenpakete zu beschreiben. Max Born schließlich schlug 1926 eine Lösung dieses Nebeneinanders vor: Aus dem Wellenbild ergibt sich die Wahrscheinlichkeit ein Teilchen in einem bestimmten Zustand zu finden. Es war wie die Zerschlagung des gordischen Knotens. Alle Experimente konnten mit dieser Interpretation in Einklang gebracht werden.

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