Quantenverschränkung und Information

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An den Grenzen des Vorstellbaren
Hier wohnen Drachen

In meinem letzten Artikel habe ich ja über die Seltsamkeiten der Quantenmechanik geschrieben. In den Kommentaren kam dabei wieder einmal die Frage auf, ob man mit der berühmten quantenmechanischen Verschränkung Informationen übertragen kann. Weil das immer wieder zu Verwirrung führt, schauen wir heute noch einmal ganz genau hin: Was passiert bei der Verschränkung, wieso sprach Einstein von der “spukhaften Fernwirkung” und warum hilft uns das nichts für unser überlichtschnelles Quantentelefon?

Lichtwellen

Wir fangen mit einem klassischen Versuchsaufbau an: Wir denken uns einen Apparat, der Licht in zwei genau entgegengesetzte Richtungen aussendet und zwar so, dass beide Lichtstrahlen gleich polarisiert sind, und zwar entweder senkrecht oder waagerecht.

Was war nochmal die Polarisation? Licht kann ja (in der klassischen Physik) als elektromagnetische Welle betrachtet werden. Das elektrische Feld steht immer senkrecht zur Richtung, in der sich das Licht ausbreitet, und die Richtung des Feldes ist die Polarisation. Die Details sind für die Effekte, um die es hier geht, aber vollkommen unwichtig, wichtig ist nur, dass Licht eine “Richtung” hat, die man durch einen Winkel beschreiben kann, beispielsweise also senkrecht (das Feld schwingt von oben nach unten) oder waagerecht (das Feld schwingt von links nach rechts), immer relativ zur Ausbreitungsrichtung. Denkt euch einen Kompass, dessen Ebene senkrecht zur Richtung des Lichts ist und bei dem die Nadel in Richtung des elektrischen Felds zeigt.

So sieht so eine Welle aus, wichtig für uns ist hier nur dasgrün eingezeichnete elektrische Feld, das hier in der senkrechten Richtung schwingt, die Welle ist also senkrecht polarisiert.

 

Aus M. Bäker, “Funktionswerkstoffe”, Springer Verlag

Unser Apparat sendet also Licht aus, und zwar entweder genau senkrecht oder genau waagerecht polarisiert. Das Licht fliegt in zwei entgegengesetzte Richtungen, wo – wie bei Experimenten dieser Art üblich – die beiden PhysikerInnen Alice und Bob warten, um das Licht zu analysieren.

Dazu verwenden sie Polfilter. Polfilter lassen (der Name legt es nahe) polarisiertes Licht durch, wenn es passend orientiert ist, sie “filtern” die sozusagen Polarisation. Wenn senkrecht polarisiertes Licht auf einen senkrecht orientierten Polfilter trifft, kommt es durch, trifft es auf einen waagerecht orientierten, wird es absorbiert. Für waagerecht polarisiertes Licht gilt das gleiche entsprechend umgekehrt:

Aus M. Bäker, “Funktionswerkstoffe”, Springer Verlag

Hier trifft ein Sammelsurium aus unterschiedlich polarisierten Wellen auf einen senkrecht polarisierten Filter, nur die senkrechten Anteile der Welle kommen am Ende durch. (Hinweis für die ganz Akribischen: Wer genau hinsieht, sieht, dass die Größe der Welle am Ende größer ist als die der einfallenden senkrecht polarisierten Welle – das hat seine Richtigkeit, denn auch bei der schräg auftreffenden Welle gibt es ja einen Anteil in senkrechter Richtung, der kommt dazu.)

Wenn Alice also weiß, dass die Lichtquelle entweder senkrecht oder waagerecht polarisiertes Licht aussendet, dann kann sie einfach einen senkrecht orientierten Polfilter nehmen und gucken, ob das Licht durchkommt. Wenn ja, war das Licht senkrecht polarisiert, wenn nein, war es waagerecht polarisiert. Da die Lichtquelle dann auch Licht der gleichen Polarisation zu Bob geschickt hat, weiß sie damit auch, was bei Bob passieren wird: Stellt er seinen Polfilter auch senkrecht, wird auch bei ihm das Licht durchkommen, stellt er ihn waagerecht, wird es absorbiert. Natürlich weiß sie nicht, ob Bob das Experiment tatsächlich gemacht hat oder nicht, sie weiß nur, was passieren muss, wenn er das Experiment macht.

Information

In diesem Experiment sind sich hoffentlich alle einig, dass keine Information von Bob zu Alice fließt. Alice hat Information darüber, was bei Bob passiert, wenn er ein bestimmtes Experiment macht, aber Bob kann keine Information an Alice schicken und Alice weiß nicht, ob Bob das Experiment gemacht hat.

Es ist genau so, als würdet ihr und ich beispielsweise (jeweils bei uns zuhause) einen meiner Lieblingsfilme im Fernsehen sehen. Wenn ich sehe und höre, wie Mr. Darcy sagt “In vain I have struggled, it will not do.”, dann weiß ich, dass ihr dasselbe seht und hört, solange ihr den Fernseher eingeschaltet habt. Information fließt von der Sendeanstalt (oder dem Internetprovider…) zu mir und zu euch, aber es fließt keine Information von euch zu mir, ihr könnt die Übertragung nicht nutzen, um mir eine Botschaft zu schicken und wenn ihr es mir nicht auf anderem Wege mitteilt, habe ich keine Ahnung, ob ihr den Satz überhaupt gehört habt oder lieber den Sender gewechselt habt oder gar nicht zuhause seid.

Schräge Polfilter

Nein, ich meine nicht, dass manche Polfilter irgendwie seltsam drauf sind oder so – aber um den Unterschied zwischen Quantenmechanik (QM) und klassischer Physik und die Verschränkung sehen zu können, müssen wir kurz gucken, was passiert, wenn wir unsere Polfilter schräg stellen, nämlich unter 45°, also genau zwischen der senkrechten und der waagerechten Polarisation.

Wenn wir wie bisher mit einem richtigen Lichtstrahl arbeiten, der entweder senkrecht oder waagerecht polarisiert ist, dann kommt durch diesen Filter genau die Hälfte des Lichts durch, die Hälfte wird absorbiert. (Anmerkung für die Akribischen: Genau das habe ich oben ja schon in der Klammer benutzt…)

Quantenmechanik

Jetzt machen wir genau dasselbe Experiment, wir regeln aber die Intensität des Lichts immer weiter herunter. In der klassischen Physik kann Licht beliebig schwach sein, aber laut der QM geht das nicht, denn Licht besteht aus Teilchen, Photonen genannt. Ein starker Lichtstrahl besteht aus sehr vielen Photonen, aber wenn wir das Licht immer weiter herunterregeln, sind es irgendwann vielleicht nur noch 10 Photonen pro Sekunde, dann 5, dann 1, usw. (Hinweis: Die genaue Beschreibung eines Lichtstrahls kann sehr kompliziert werden und insbesondere bei Licht wie dem eines Lasers muss die Zahl der Photonen nicht einmal mehr wohldefiniert sein. Diese Komplikation kann uns hier aber egal sein.)

Nehmen wir an, wir bringen unseren Apparat dazu, nur noch ein einziges Photonenpaar auszusenden, so dass ein Photon zu Alice und eins zu Bob unterwegs ist. Nach wie vor sind die Photonen entweder beide senkrecht oder beide waagerecht polarisiert.

Stellt Alice ihren Polfilter senkrecht, ändert sich an der Logik nichts: Kommt das Photon bei ihr durch, weiß sie, dass das Photon bei Bob auch senkrecht polarisiert ist, beide Photonen wurden ja mit derselben Polarisation ausgesandt und die Polarisation war im Moment der Aussendung eindeutig festgelegt.

Ändern tut sich etwas, wenn Alice ihren Polfilter auf 45° Stellt: Jetzt kann nicht mehr die Hälfte des Lichts durchkommen, denn man kann ein Photon nicht teilen. Ob das Photon durchkommt, entscheidet der Zufall – in 50% der Fälle kommt es durch, in 50% der Fälle nicht. (Und wenn es sehr viele Photonen sind, kommt deshalb, wie oben beim Lichtstrahl, die Hälfte durch, die Intensität des Lichtstrahls wird also genau halbiert.) Kommt das Photon durch, hat es hinterher die Polarisation des Filters, seine Polarisation hat also einen neuen Wert.

Wenn Alice ihren Polfilter unter 45° einstellt und das Photon durchkommt, dann weiß sie nichts darüber, welche Polarisation es hatte, bevor es den Polfilter erreicht hatte. Da sie den Versuchsaufbau kennt, weiß sie, dass die Polarisation senkrecht oder waagerecht war, aber was davon richtig ist, weiß sie nicht, diese Information ist also verloren wie Tränen im Regen.

Sie weiß jetzt auch nicht, was bei Bob passiert: Da sie die Polarisation des Photons bei Bob nicht kennt, weiß sie nur, dass das Photon senkrecht oder waagerecht polarisiert ist, aber sie weiß nicht, was davon richtig war. Sollte Bob seinen Polfilter auch unter 45° einstellen, dann entscheidet auch bei ihm der Zufall, was passiert, genau wie bei Alice. Was in diesem Fall bei Bob passiert, ist unabhängig von dem, was bei Alice passiert.

Also: Bei diesem Aufbau, bei dem die Photonen gemeinsam entweder senkrecht oder waagerecht polarisiert sind, können wir nicht vorhersagen, was passiert, wenn wir die Polfilter unter 45° einstellen – auf beiden Seiten entscheidet das, unabhängig voneinander, der Zufall.

Nochmal die Information

Bisher hat sich durch die QM nicht viel gegenüber der klassischen Physik geändert: Das Photonpaar wird mit einer genau definierten Richtung ausgesandt (senkrecht oder waagerecht) und erreicht schließlich Alice und Bob. Je nachdem, wie Alice ihre Polfilter einstellt, kann sie etwas darüber sagen, was bei Bob passiert, oder auch nicht. Hat sie ihren Polfilter senkrecht oder waagerecht gestellt, kennt sie die Polarisation ihres Photons und damit auch die des Photons, das zu Bob geschickt wird. Sie weiß, ob das Photon durchkommen wird, wenn Bob seinen Polfilter senkrecht oder waagerecht stellt, und sie weiß, dass der Zufall entscheidet, wen Bob seinen Pofilter auf 45° stellt.

Wie zuvor ist hoffentlich klar, dass Information vom Apparat zu Alice und zu Bob fließt (wobei die Information verloren geht, wenn sie ihre Polfilter auf 45° stellen), aber keine Information fließt von Bob zu Alice oder umgekehrt.

Verschränkung

Jetzt bringen wir das eigentliche “Geheimnis” der QM ins Spiel: Die Verschränkung. Wir ersetzen unseren Apparat durch einen neuen, der die beiden Photonen “verschränkt” aussendet, und zwar so, dass ihre Polarisation immer gleich ist, egal wie wir die Polfilter einstellen.

Klingt verwirrend? Ist es auf den ersten Blick auch. Also: Solange Alice und Bob ihre Polfilter gleich einstellen (beide senkrecht, beide waagerecht, beide unter 45°) messen sie beide auf jeden Fall dasselbe. Das war vorher anders, dort war es möglich, dass beide ihre Polfilter auf 45° einstellen und das Photon bei Alice durchkommt (weil dort der Zufall entscheidet) und bei Bob nicht (weil dort auch der Zufall entscheidet, und zwar unabhängig von Alice).

Mit verschränkten Photonen ist das anders: Beide messen bei gleicher Einstellung der Filter immer dasselbe. Wenn ihr euch jetzt fragt “Welche Polarisation haben denn die Photonen, bevor sie bei Alice und Bob sind?”, dann erlaubt die QM darauf keine Antwort: Der Zustand ist dadurch gekennzeichnet, dass beide Photonen dieselbe Polarisation haben, aber welche das ist, ist nicht festgelegt. (Kann sie ja nicht sein, denn wenn sie zum Beispiel senkrecht wäre, dann müsste ja bei einem Polfilter unter 45° der Zufall entscheiden, tut er aber nicht, weil dann Alice und Bob in diesem Fall nicht immer dasselbe messen würden.)

Beide messen also (bei gleich eingestellten Filtern) dasselbe. Was sie messen, entscheidet aber der Zufall: Wenn das Photon bei Alice durchkommt, deren Polfilter senkrecht steht, dann auch bei Bob (wenn sein Polfilter senkrecht steht). Kommt das Photon bei Alice durch, dann ist es jetzt auch bei Bob senkrecht polarisiert (muss ja so sein, sonst würde er nicht zwangsläufig dasselbe messen). Sobald Alice die Polarisation ihres Photons misst, ist die Polarisation bei Bob festgelegt (umgekehrt gilt natürlich das gleiche). Das ist die berühmte “spukhafte Fernwirkung”, die Einstein nicht gefiel. Wir können den Zustand der beiden Photonen nicht unabhängig voneinander beschreiben, sondern nur gemeinsam, egal, wie weit entfernt sie voneinander sind.

Aber wie kann das sein?

Ihr könnte euch jetzt natürlich fragen, wie das sein kann – wieso kann ein Photon eine undefinierte Polarisationsrichtung haben, die aber immer mit der genau so undefinierten Polarisationsrichtung des anderes Photons verknüpft ist? Das kann ich euch leider auch nicht sagen – es ist einfach so.

Ihr könnt auch überlegen, ob es nicht sein kann, dass die Photonen einfach einen ganz komplizierten Zustand haben, der nicht bloß mit einer Polarisationsrichtung beschrieben wird, sondern mit einem ganzen Satz komplizierter Regeln, die genau festlegen, was jeweils passiert, wenn Alice und Bob ihre Polfilter in irgend einer Weise einstellen. Das funktioniert leider nicht – um das zu zeigen, kann man die berühmte “Bellsche Ungleichung” verwenden.

Und natürlich könnt ihr euch fragen, welche philosophischen Schlussfolgerungen man über die Realität ziehen kann, wenn die Natur sich so seltsam verhält. (Siehe dazu auch den letzten Artikel.)

Das sind alles gute Frage, die sind aber heute nicht mein Thema. Man könnte ein Buch schreiben, um das im Detail zu erklären – praktischerweise habe ich genau das gerade getan! Wenn ihr also Details wissen wollt, dann bestellt schon mal “das Quantenrätsel” vor, wo ihr gemeinsam mit zwei freundlichen Aliens die QM im Detail erkunden (und nebenbei den Weltuntergang verhindern) könnt.

Nochmal die Information

Wir gucken jetzt, ob und wie hier Information fließt.

Wenn Alice (oder Bob) das verschränkte Photon misst, dann ändert sich der Zustand beider Photonen: Vorher war ihre Polarisation nicht spezifiziert, aber auf jeden Fall identisch. Hinterher dagegen ist die Polarisation beider Photonen festgelegt, die Situation ist jetzt dieselbe wie bei unserem ersten Apparat. Nach der Messung bei Alice oder Bob sind die beiden Photonen nicht mehr verschränkt, sondern jedes von ihnen hat einen eindeutig definierten Polarisationszustand (wobei es eventuell im Polfilter absorbiert wurde und deswegen eigentlich gar nicht mehr existiert…).

In irgendeiner Weise ändert also die Messung bei Bob das, was bei Alice passiert (oder umgekehrt). Das ist das berühmte Messproblem der Quantenmechanik, die Frage, was genau da passiert, wie sich die Änderung des Zustands von der einen Messung ausgehend ausbreitet und was das bedeutet.

Wir konzentrieren uns aber hier auf die Frage der Information.

Wie gesagt ist es möglich, die QM so zu interpretieren, dass die Messung bei Bob den Zustand des Photons bei Alice verändert. Wenn ihr wollt, könnt ihr das als einen “Informationsfluss” bezeichnen. Wenn ihr annehmt, dass der Zustand der Photonen eine physikalische Realität besitzt, auch unabhängig von unserer Messung (siehe dazu meinen letzten Artikel), dann fließt diese “Information” innerhalb des Zustands der Photonen, dieser verändert sich. Das Problem ist nur: Den Zustand der Photonen vor der Messung kennen wir ja nicht, wir wissen nicht einmal sicher, ob dieser Zustand (die “Wellenfunktion”) wirklich eine Realität besitzt. Insofern ist diese Betrachtung ein wenig akademisch. (Und es gibt auch Ansätze, die QM so zu interpretieren, dass hier gar keine physikalische Veränderung stattfindet, googelt mal nach Superdeterminismus oder wartet auf mein Buch, wo ich das auch kurz erkläre.)

Die Frage ist also ein bisschen, was wir mit “Information” meinen. Ein nicht nachweisbarer Einfluss ist eigentlich nicht das, was wir unter “Information” verstehen. Normalerweise sprechen wir von “Information”, wenn wir etwas wissen, das wir vorher nicht gewusst haben. Wenn es einen Informationsfluss von Bob zu Alice geben soll, dann müsste Alice also eine Information über etwas haben, das bei Bob passiert.

Auf den ersten Blick ist das der Fall – Wenn Alice ihr Photon im Zustand “senkrecht” misst, weiß sie, dass das Photon bei Bob senkrecht polarisiert ist. Aber letztlich ist die Situation (von nicht nachweisbaren Einflüssen abgesehen) dieselbe wie bei unseren ersten beiden Experimenten: Der Apparat sendet zwei Photonen aus, deren Eigenschaften in bestimmter Weise zusammenhängen, und Alice erfährt mit ihrer Messung etwas über diese Eigenschaft. Da wir bei dem ersten klassischen Experiment nicht sagen, dass Information von Bob zu Alice fließt, sollten wir es allein deshalb hier nicht tun.

Botschaften

Aber kann Alice nicht doch irgendwie mehr über das erfahren, was bei Bob passiert? Immerhin kann Bob ja seinen Polfilter einstellen, wie er will – wenn er ihn beispielsweise auf 45° einstellt, dann hat damit das Photon bei Alice ja auch diese Polarisation. Lässt sich das nicht vielleicht verwenden, um eine Botschaft zu übertragen, indem Alice herausfindet, wie Bob seinen Polfilter eingestellt hat?

Nehmen wir an, Bob und Alice sprechen sich so ab, dass Bob seine Messung immer als erster macht und Alice etwas länger wartet. Hier nochmal die Regeln für die Messung verschränkter Photonen:

  • Egal wie Alice ihren Polfilter einstellt, das Photon kommt in 50% der Fälle durch. Für Bob gilt dasselbe.
  • Messen Alice und Bob das Photon mit derselben Einstellung des Polfilters (senkrecht, waagerecht, 45°), messen sie auf jeden Fall dasselbe.
  • Messen Alice und Bob mit um 90° gegeneinander verdrehten Polfiltern, kommt das Photon bei einem durch, beim anderen nicht.
  • Messen Alice und Bob mit um 45° gegeneinander verdrehten Filtern, sind ihre Ergebnisse unabhängig voneinander. In 25% der Fälle kommt das Photon bei beiden durch, in 25% der Fälle bei beiden nicht, in 50% der Fälle kommt es bei einem durch.

Nehmen wir an, Bob und Alice spielen ein Spiel mit Moe. Moe zeigt Bob eine Münze, entweder mit Kopf oder Zahl. Wenn Alice richtig sagen kann, was Bob gesehen hat, bekommen beide einen riesigen Gewinn, wenn sie sich irrt, passiert ihr irgendetwas unsagbar schreckliches. Können Alice und Bob die Verschränkung nutzen, um das Spiel zu gewinnen?

Schauen wir, was Bob tun kann: Er kann die Richtung seines Polfilters wählen – senkrecht, waagerecht, 45°. Dann kann er das Photon messen, entweder kommt es durch oder nicht, jeweils mit 50% Wahrscheinlichkeit. Alice und Bob könnten sich im Vorfeld absprechen und sich einigen, dass Bob seinen Polfilter senkrecht einstellt, wenn er Kopf sieht und waagerecht, wenn er Zahl sieht. Bei Bob kommt das Photon dann mit 50% Wahrscheinlichkeit durch, egal wie er den Filter einstellt.

Was kann Alice tun? Sie könnte ihren Polfilter immer senkrecht stellen. Sieht Bob Kopf, sind beide Polfilter also gleich orientiert und bei Alice passiert dasselbe wie bei Bob. Sieht Bob Zahl, ist sein Polfilter waagerecht und bei ihm passiert genau das Gegenteil von dem, was bei Alice passiert.

Nehmen wir an, bei Alice kommt das Photon durch, es ist also senkrecht polarisiert. Jetzt gibt es zwei Möglichkeiten:

  • Bob hat Kopf gesehen, seinen Polfilter auch senkrecht gestellt und ebenfalls das Photon durchkommen sehen.
  • Bob hat Zahl gesehen, seinen Polfilter waagerecht gestellt, und bei ihm wurde das Photon absorbiert.

Alice hat keine Möglichkeit, zu entscheiden, welcher der beiden Fälle vorliegt, sie weiß also nichts darüber, was bei Bob passiert ist. (Tatsächlich gibt es noch eine dritte Möglichkeit: Die böse Eve könnte den Weg des Photons zu Bob unterbrechen, so dass bei Bob gar nichts ankommt. Auch das kann Alice allein durch ihre Messung nicht erfahren.)

Auch wenn beide mehrere Photonen verwenden, ändert das nichts – Alice beobachtet dann ein zufällige Folge von durchgelassenen oder absorbierten Photonen. Sie kann dann zurückschließen, was Bob – je nach seiner Einstellung der Polfilter – gemessen hat, aber wie er den Polfilter eingestellt hat, kann sie nicht herausbekommen. (Auch wenn beide ihre Polfilter zueinander verdrehen, hilft das nichts.) Es ist sogar möglich, dass Bob vergessen hat, das Experiment zu machen, weil er gerade mit Moe Kaffee trinkt.

Das Entscheidende hier ist, dass Bob zwar seinen Polfilter einstellen kann, er kann damit aber nicht beeinflussen, welchen Zustand er misst, das entscheidet die Wahrscheinlichkeit. Könnte er den Zustand beeinflussen, dann könnte er dafür sorgen, dass sein Photon waagerecht polarisiert ist, wenn er Zahl sieht und senkrecht bei Kopf. Dann könnte er eine Botschaft an Alice senden – kommt das Photon durch ihren senkrecht stehenden Filter durch, weiß sie, dass er Kopf gesehen hat. (Um sicherzugehen, dass Bob nicht in der Kaffeepause ist, könnten sie das Experiment 100 Mal machen – Bob würde jedesmal den Zustand einstellen, Alice würde also 100 Mal dasselbe messen, die Wahrscheinlichkeit, dass das zufällig passiert, ist so etwa 1 zu einer Quintillion – eine 1 mit 30 Nullen.)

Also: Die Verschränkung sorgt dafür, dass bei Alice und Bob dasselbe passiert, aber was passiert, bestimmt der Zufall und deshalb lässt sich per Verschränkung auch keine Botschaft senden. Und genau deshalb sagen wir, dass keine Information von Bob zu Alice fließt (auch wenn man evtl. sagen kann, dass Information von Bobs Photon zu Alices Photon fließt, aber diese “Information” ist unlesbar).

Fazit

Die Verschränkung führt dazu, dass die Messung an einem Ort den Zustand eines Teilchens an einem anderen festlegt. Sie kann aber (weil das Ergebnis der Messung zufällig ist und eben nicht beeinflusst werden kann) nicht genutzt werden, um Informationen auszutauschen, man kann mit ihr keine Botschaften senden (außer natürlich in SF-Romanen, in denen das inzwischen ein beliebtes Argument für überlichtschnelle Kommunikation ist [unschuldig-pfeif] – aber das ist eben genau das: Science Fiction).

PS: Wen euch dieser Artikel dazu anregt, in den Kommentaren eure persönliche viel bessere Physik zu verbreiten – lasst es. Ich werde den Kommentar nicht mehr freischalten, die Zahl solcher absurden Aneinanderreihungen physikalischer Begriffe ist in den Kommentaren in letzter Zeit zu groß geworden.

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Veröffentlicht von

Martin Bäker hat Physik studiert und über Computersimulationen in der Elementarteilchenphysik promoviert. Seit 1996 lehrt und forscht er an der TU Braunschweig, wo er 2004 im Bereich Materialwissenschaft habilitierte. In seinem Blog schreibt er über alles, was ihn an der Wissenschaft fasziniert - von der Physik bis zu Dinosauriern.

103 Kommentare

  1. Die Verschränkung zweier Teilchen in Bezug auf eine Eigenschaft wie Spin oder Polarisation erscheint einem nur dann schwer verständlich, wenn man die beiden Teilchen als unabhängig betrachtet. Diese Unabhängigkeit erwartet man aber bei solch intrinsischen Eigenschaften wie dem Spin, der Ladung oder der Polarisation, denn sie beschreiben ja quasi das „Innere“ eines Teilches. Dass es eine Quantenverschränkung gibt bedeutet letztlich, dass die verschränkten Teilchen in Bezug auf das verschränkte Element, also etwa die Polarisation gar nicht zwei Teilchen sind. Zwei Teilchen an verschiedenen Orten mit miteinander korreliertem „Inneren“ könnte auf zwei unterschiedliche Arten interpretiert werden:
    1) unsere Vorstellung der Eigenschaften von Raum sind falsch
    2) die Teilchen sind irgendwie miteinander fest verbunden über eine Art „Brücke“

    • Martin Holzherr schrieb (24.08.2023, 13:57 Uhr):
      > Die Verschränkung zweier Teilchen in Bezug auf eine Eigenschaft wie Spin oder Polarisation […] Zwei Teilchen an verschiedenen Orten mit miteinander korreliertem „Inneren“ […]

      Die (relevante) Korrelation erfolgt und besteht ja ggf. bzgl. “bestimmter” (Aus-)Richtungen von Spin bzw. von Polarisation.
      Die entsprechende Eigenschaft jedes einzelnen Teilchens bezieht sich damit nicht allein nur auf “dessen Inneres”, sondern ist jeweils im Zusammenhang mit einem “lokalen Bezugssystem” bestimmt, also insofern auch “äußerlich”.

      Experimentelle Befunde und Schlussfolgerungen, die voneinander getrennte Teilchen betreffen, befassen sich deshalb im Wesentlichen mit (der Feststellung von) “äußerlichen” Beziehungen zwischen deren jeweiligen “lokalen Bezugssystemen”;
      hier insbesondere mit der Messung des (relevanten) Malus-Orientierungswinkels α von Alices Polfilter und von Bobs Polfilter gegenüber einander.

      • @Frank Wappler (Zitat): “Die (relevante) Korrelation erfolgt und besteht ja ggf. bzgl. “bestimmter” (Aus-)Richtungen von Spin bzw. von Polarisation.“

        Vielen Dank für diesen Hinweis. Allerdings ist ja der Spin zweier über den Spin verschränkter Teilchen gar nicht bestimmt, da die verschränkten Teilchen vor der Messung gar keinen „realen“ Spin besitzen. Erst die Messung erzwingt dann aufgrund bestimmter Erhaltungsgesetze, dass der gemessene Spin der beiden verschiedenen Teilchen beispielsweise entgegengesetzt sein muss. Und sobald man den Spin dann misst, verschwindet auch die Verschränkung. Und ja, genau in diesem Moment trifft ihre Aussage zu.

        • Martin Holzherr schrieb (25.08.2023, 16:18 Uhr):
          > Allerdings ist ja der Spin zweier über den Spin verschränkter Teilchen gar nicht bestimmt, da die verschränkten Teilchen vor der Messung gar keinen „realen“ Spin besitzen.

          Sofern das eine Aussage z.B. über bestimmte “Zwei-Teilchen-Zustände” sein soll, die etwas konkreter und suggestiver so symbolisiert werden (könnten),
          oder auch über “Mehr-Teilchen-Zustände” wie den hier (Fig. 46) nahegelegten GHZ-Zustand, beziehen sich die Darstellungen und jegliche somit ausgedrückte “Unbestimmtheit des Spins” ja doch (trotzdem) jeweils auf bestimmte konkrete “lokale Bezugssysteme”, sprich Polfilter bzw. Analysatoren.

          p.s.
          > Erst die Messung erzwingt dann […]

          Diesen hier nur ansatzweise zitierten Rest des Kommentars halte ich bestenfalls für “steile Thesen”, die ich weder direkt kommentieren kann, noch möchte.

          p.p.s.
          Hinsichtlich der Messungen der (relevanten) Malus-Orientierungswinkel möchte ich ergänzen, dass ich dabei “Relevanz” berücksichtige, um denkbare anschließende Bestimmungen von “optischer Aktivität” oder von etwaigen “Feldern, wegen der” Spins präzidierten abzugrenzen.

          Im Übrigen bevorzuge ich den Buchstaben φ als Formelsymbol des Malus-Orientierungswinkels (von zwei Analysatoren gegenüber einander), anstelle des o.g. Buchstaben α, der in betreffenden Wikipedia-Artikeln erscheint, damit nicht etwa eine “Abhängigkeit von Alice alleine, aber nicht von Bob” angedeutet würde.

    • Zitat:
      2) die Teilchen sind irgendwie miteinander fest verbunden über eine Art „Brücke“
      = = =
      Wie wäre es, wenn Sie die Brücke durch eine Art Kopplungs-Energie ersetzen?
      M. f. G.

  2. Martin Bäker schrieb (23. Aug 2023):
    > […] Verschränkung […]
    > Alice und Bob […] Beide messen also (bei gleich eingestellten Filtern) dasselbe.
    > Wenn das Photon bei Alice durchkommt, […] dann auch bei Bob [… falls] beide Polfilter […] gleich orientiert [gewesen sind.]

    Die Reihenfolge von Detektions-Befunden und gesicherten Schlussfolgerungen hinsichtlich der Orientierung der Polfilter gegenüber einander lässt sich allerdings noch deutlicher ausdrücken:

    Falls in einem Einzel-Versuch sowohl das entsprechende Photon bei Alice durchkommt, als auch das entsprechende Photon bei Bob durchkommt, dann ist daraus mit Sicherheit zu schließen, dass der Polfilter von Alice und der Polfilter von Bob in diesem Versuch nicht genau orthogonal gegenüber einander orientiert waren. (Immerhin das; aber mehr auch nicht.)

    In Auswertung und Korrelation der Resultate von mehreren Einzel-Versuchen lässt sich dann der insgesamt zutreffende relevante Orientierungswinkel der beiden Polfilter gegenüber einander in Anwendung des Gesetzes von Malus genauer eingrenzen.

    > Kommt das Photon bei Alice durch,

    … jeweils in einem Einzel-Versuch, in dem Alice ihren Polfilter als “senkrecht eingestellt” bezeichnete, und das betreffende durchgekommene Photon entsprechend als “senkrecht polarisiert” …

    > dann ist es jetzt auch bei Bob senkrecht polarisiert

    Mit Sicherheit ließe sich lediglich folgern, dass in diesem Einzel-Versuch dem Photon, das von Bobs Polfilter analysiert wurde, jedenfalls nicht eine relevante Polarisation “orthogonal zu Alices Photon” zuzuschreiben ist.

    (Bei Auswertung und Korrelation der Resultate von mehreren Einzel-Versuchen wäre zunächst der relevante Orientierungswinkel der beiden Polfilter gegenüber einander einzugrenzen;
    und eventueller Überschuss entweder von “Durchkommen” oder ansonsten von “Absorption” in der Gesamt-Menge der gesendeten und analysierten Photonen würde in Bezug darauf anschließend als mehr oder weniger ausgeprägte relevante Polarisation aller gesendeter Photonen-Paare insgesamt charakterisiert.)

    > Sobald Alice die Polarisation ihres Photons misst, ist die Polarisation bei Bob festgelegt (umgekehrt gilt natürlich das gleiche). […]

    Diese Formulierung ist also eine ungesicherte Zuspitzung (die leider auch noch durch die jüngere Literatur geistert …).

  3. nebenbei den Weltuntergang verhindern

    Dann ist es selbstverständlich wichtig, vorab zu wissen, wem man zielförderlich auf die Füße zu treten hat – und nicht erst stundenlang über das titelige Quantenrätsel grübeln muss 😉

    Hübsch anschaulich erklärt!

    • Ja, die gibt es, die bekommt man durch geschickte Überlagerung der senkrechten und waagerechten Polarisation. Habe ich auf meinem alten Blog in der Serie “Quantenmechanik verstehen” erkärt, wenn ich mich recht erinnere.

  4. “… man kann mit ihr keine Botschaften senden (außer natürlich in SF-Romanen, in denen das inzwischen ein beliebtes Argument für überlichtschnelle Kommunikation ist [unschuldig-pfeif] – …”

    😏Tja, das beliebte Ansible (erfunden von Ursula K. LeGuin).

  5. Bleibt also nur noch die Frage, ob das mit C-Beams in der Nähe des Tannhäuser Tors vor der brennenden Schulter des Orion genauso läuft. Und was C-Beams überhaupt sind.

    • Das Tannhäuser Tor steht auf dem Planeten Lepso.
      Die C-Beams sind Strahlen aus einfach positiven Kohlenstoff-Ionen.
      Die C-Beams werden von den magnetischen Schutzschirmen weniger gut abgelenkt als die Protonen-Strahlen, weil C+ die 12-fache Masse hat wie H+.
      Das Glitzern kommt von der Rekombination des C+ mit den freien Elektronen, die dem C-Beam beigemischt werden, um ihn elektrisch neutral zu machen.
      Die neutralen Kohlenstoff-Atome gehen dann ungehindert durch die magnetischen Schutzschirme hindurch, und schmelzen ein Loch in die Schiffswandung.
      (Expertise von Admiral Graf Frederik von Hombug.)

  6. Alles, was wir von der Welt erleben, erleben wir nur in unserem inneren Weltmodell.
    Das innere Weltmodell ist eine stark verkleinerte und vereinfachte symbolische Darstellung der Außenwelt.
    Töne und Farben sind nur innere Symbole für etwas ganz anderes in der Außenwelt.
    Womöglich sind auch Raum und Zeit nur innere Symbole für etwas ganz anderes in der Außenwelt.
    Dabei sollte man berücksichtigen, dass auch unter diesen Voraussetzungen die Hand-Augen-Koordination gut funktioniert.

    • Dabei sollte man berücksichtigen, dass auch unter diesen Voraussetzungen die Hand-Augen-Koordination gut funktioniert

      Das war ja das Argument von Konrad Lorenz’ Evolutionärer Erkenntnistheorie.
      Geht natürlich am Kern von Kant vor bei denn alles, was wir über Evolution wissen, wissen wir ja auch nicht aus der Welt der dinge an sich…

  7. Werter Herr Dr. Martin Bäker, vielleicht können Sie einmal diese Frage des von Ihnen leider idR zens(ur)ierten Schreibers dieser Zeilen durchlassen, zu :

    Also: Die Verschränkung sorgt dafür, dass bei Alice und Bob dasselbe passiert, aber was passiert, bestimmt der Zufall und deshalb lässt sich per Verschränkung auch keine Botschaft senden. [Artikeltext]

    Und Dr. Webbaer stimmt ja auch dem gesamten Inhalt dieser Nachricht zu, sieht es auch nicht anders, die Frage lautet :

    Wenn im Zentrum einer Galaxie eine Lotterie stattfindet und über geeignet verschränkte Photonenmenge (oder andere Menge, andere “Teilchen” meinend, es könnte auch Anderes “verschränkt” werden) ein Ergebnis sozusagen inter-galaktisch durchgegeben wird, Gewinner meinend, findet eine “Art von Informationsaustausch” statt, der sozusagen instantan erfolgt ?

    Mit freundlichen Grüßen
    Dr. Webbaer (der in der Folge also anrät “Information” und deren Austausch möglichst definitorisch eng zu fassen)

    • Ja, wenn das möglich wäre, wäre es Informationsaustausch, genau das steht doch im Artikel. Es ist aber nicht möglich.
      Ich weiß nicht, wie oft ich das den Webbär schon erklärt habe…

      • Aber es wäre schon so, dass sozusagen Lottozahlen der Art “1,2, 3, 4, 5, und 45” so instantan in einer Art Lotterie sozusagen instantan “galaktisch” durchgegeben werden könnten, um Gewinner, Teilnehmer an dieser Lotterie instantan zu ermitteln.

        Von zentraler Stelle ins sogenannte Weltall ?
        So auch vglw. zeitnah vom Lotteriebetreiber Feedback über die Gewinner erhaltend ?

        Wobei derartige Vorgehensweise nicht “Information” genannt werden muss ?

        Weil ja der Entscheid lokal (“irgendwie”) fest stand, zeitversetzt aber “instantan” aufgelöst werden konnte, in unterschiedlichen Teilen der Galaxie oder gar außerhalb, so aber nicht “Information” gemeint sein muss, sondern “Zustand” ?

        KA, gehen diese Fragen hier, oder sind sie sozusagen komplett falsch, bereits falsch gestellt, sozusagen als falsch gestellt ?

        MFG
        WB (der sich hier nicht weiter “reinbeißen” wird, später noch mal zurückschaut, seine Fragen nicht so-o schlecht fand)

        • Aber es wäre schon so, dass sozusagen Lottozahlen der Art “1,2, 3, 4, 5, und 45” so instantan in einer Art Lotterie sozusagen instantan “galaktisch” durchgegeben werden könnten, um Gewinner, Teilnehmer an dieser Lotterie instantan zu ermitteln.

          Ist das wirklich so schwer zu vertsehen? NEIN; das ist nicht möglich. Das steht doch ganz explizit in meinem Artikel und dem letzten Kommentar.

          • Größere Objekte könnten “verschränkt” und in unterschiedliche Richtung wie oben gemeint versendet werden, letztlich “instant” mit ihrem “Informationsgehalt” aufgelöst werden – oder viele kleine Objekte, die nur binären Informationsgehalt tragen ?

            -> https://duckduckgo.com/?q=entanglement+larger+objects

            Mit freundlichen Grüßen
            Dr. Webbaer

  8. Lieber Herr Bäker, bevor Sie Experimente mit Quantenobjekten beschreiben, denken Sie sich doch bitte eine widerspruchsfreie Ontologie aus. Ihre Beschreibung beruht auf einer unverständlichen Ontologie. Da ist von Quanten die Rede, die durch ein Polarisationsfilter laufen. Quanten auf einer Bahn vielleicht, zu jedem Zeitpunkt mit definiertem Ort und Impuls ? – und auch noch mit der Eigenschaft der Polarisation, eine Eigenschaft, die nur Gegenstände haben, die einer kategorial anderen Gegenstandsklasse angehören? Vielleicht versuchen Sie es, lieber Herr Bäker, mal mit einer widerspruchsfreien Ontologie – falls Sie mit ihrem Begriffsinventar eine solche definieren können. Bitte denken Sie daran: mit Objekten, die widersprüchliche Eigenschaften haben, kann man keine analytisch klare und argumentativ stringente Argumentation darüber aufbauen, was in der Welt geschieht.

  9. @Hauptartikel

    „Ihr könnte euch jetzt natürlich fragen, wie das sein kann – wieso kann ein Photon eine undefinierte Polarisationsrichtung haben, die aber immer mit der genau so undefinierten Polarisationsrichtung des anderes Photons verknüpft ist? Das kann ich euch leider auch nicht sagen – es ist einfach so. „

    Man steigt hier wohl irgendwie nicht ganz durch. Entsprechend würde ich mich nicht wundern, wenn wir hier Grundlegendes nicht wirklich verstanden haben.

    Sie haben ganz gut dargelegt, dass man die Verschränkung von Polarisationen definitiv nicht zur überlichtschnellen Informationsübertragung nutzen kann. Es geht offenbar so nicht.

    Wobei ich für die Zukunft dennoch nicht ausschließen würde, dass wir dennoch eben ganz andere Wege finden könnten, instantan Information austauschen zu können. Auch wenn es wie hier untersucht so nicht funktioniert. Wir kennen eben noch nicht alles. Und können entsprechend nicht wirklich ausschließen, wo wir noch gar keine Ahnung von haben.

    So kann es dann zumindest in der Science-Fiction viel mehr geben, und wir haben wenigstens schöne Geschichten, die wir uns erzählen können.

    • @Tobias Jeckenburger(Zitat): „Wobei ich für die Zukunft dennoch nicht ausschließen würde, dass wir dennoch eben ganz andere Wege finden könnten, instantan Information austauschen zu können. “
      Nur gibt es keine Physik, die so etwas ermöglicht. Wir wissen aber schon sehr viel über die Physik. Alles Neue muss mit dem schon bekannten kompatibel sein. Das bedeutet, dass etwas Neues womöglich unser Bild vom Mikroskopischen etwas ändert, aber kaum das makroskopische Bild. Denn das Makroskopische kennen wir bereits sehr gut. Eine instantane Informationsübertragung würde womöglich sogar zu Widersprüchen führen ähnlich wie eine Reise in die Vergangenheit.

      • Da gibt es tatsächlich kein “womöglich”: Eine instantane Informationsübertragung würde es ermöglichen, Signale “in die Vergangenheit zu schicken” und zu Kausalitätsproblemen führen. Eine Beobachterin könnte ein Ereignis X an einem weit entfernten Ort A beobachten, das für eine andere Beobachterin, die sich am selben Ort mit hoher Geschwindigkeit bewegt, noch in der Zukunft liegt. Wenn diese zweite Beobachterin mit dem Ort A instantan kommunizieren könnte, könnte sie dort anrufen, so dass jemand am Ort A den Anruf “X” ist passiert erhält, bevor X passiert ist. (Siehe das sogenannte “Andromeda-Paradoxon”, auch erklärt in meinem BUch “Isaac”).

        In unserer aktuellen Physik führt das also zu Widersprüchen, ebenso wie es jede Zeitmaschine tut. Aber wer weiß – es ist zwar extrem unwahrscheinlich, aber nicht vollkommen ausgeschlossen, dass es Effekte gibt, die solche Paradoxa verhindern und trotzdem überlichtschnelle Kommunikation möglich machen, quasi eine Erweiterung der RT, mit der das geht. Immerhin gucken sich Leute die Möglichkeit von Zeitmaschinen und die Probleme, die es dabei für die kausalität gibt, an.

      • Martin Holzherr schrieb (30.08.2023, 14:56 Uhr):
        > [… instantan Information austauschen …] Nur gibt es keine Physik, die so etwas ermöglicht.

        Typisch gespielte Billiardbälle, die (nahezu elastisch) kollidieren, tauschen aber Impuls(-Information) nahezu instantan aus; nämlich innerhalb wesentlich kürzerer Dauer, als etwa die Spiel-relevante Größenordnung
        (Balldurchmesser / Stoßgeschwindigkeit) .

        > instantane Informationsübertragung würde womöglich sogar zu Widersprüchen führen […]

        Im Zusammenhang mit instantaner (und auch nahezu instantaner) Informationsübertragung, und auch im Zusammenhang mit Informationsübertragung überhaupt, können Widersprüche insbesondere dadurch auftreten, dass Entfernungen (und ggf. insbesondere Distanzen) zwischen den Beteiligten, die untereinander Information(en) austauschen, nicht ständig ausdrücklich gemessen würden (nämlich direkt aus den gegenseitigen Informations-Signalfront-Pingdauern) sondern nur vermutet und dabei überschätzt werden.

        (Das Auftreten solcher Widersprüche lässt sich folglich durch ständige ausdrückliche Messungen vermeiden.)

        • Hallo Herr Wappler.
          —–
          Die Informationsübertragung zwischen und innerhalb von Billardkugeln
          erfolgt mit der Schallgeschwindigkeit von Festkörpern.
          Bei Billardkugeln aus Diamant wären das rund 18000 Meter pro Sekunde.
          Für eine unendliche Schallgeschwindigkeit wäre entweder eine
          unendliche Festigkeit oder eine Dichte von Null erforderlich.
          —–
          Experimental verification of an indefinite causal order:
          https://www.science.org/doi/full/10.1126/sciadv.1602589
          —–
          Die praktische Nutzung von Zeitmaschinen 🙂
          http://s880616556.online.de/ZEITMAS3.png
          —–
          Mit freundlichen Grüßen, Karl Bednarik.

          • Karl Bednarik schrieb (01.09.2023, 02:39 Uhr):
            > Die Informationsübertragung zwischen und innerhalb von Billardkugeln erfolgt mit der Schallgeschwindigkeit von Festkörpern.

            Die Schall-Informationsübertragung zwischen und innerhalb von Billardkugeln, und (somit i.A. auch) im Wesentlichen der Austausch von Impuls zwischen Billardkugeln bei (nahezu) elastischem Stoß, erfolgt mit der Schallgeschwindigkeit von Festkörpern.

            > Bei Billardkugeln aus Diamant wären das rund 18000 Meter pro Sekunde.

            Für typischere Billardkugeln aus Phenolharz liegt die Schallgeschwindigkeit wohl eher im Bereich 3000 m/s.
            Diese ist zwar um Größenordnungen geringer als die Signalfront-Geschwindigkeit (c_0, bzw. in älteren Dokumenten auch V);
            aber doch auch um Größenordnungen größer als typische Stoß-Geschwindigkeiten — daher meine Charakterisierung dieser Schall- bzw. Impuls-Informationsübertragung zwischen kollidierenden Billiardbällen als vergleichsweise »(nahezu) instantan«, im obigen Kommentar (31.08.2023, 10:38 Uhr).

            > Für eine unendliche Schallgeschwindigkeit […]

            Die Geschwindigkeit von Informationsübertragung per Schall ist definitionsgemäß durch die Signalfront-Geschwindigkeit jeglicher Informationsübertragung nach oben beschränkt; und das Symbol c_0 bzw. V, das sich auch als Wert der Signalfront-Geschwindigkeit herausstellt, bedeutet dabei von vornherein definitionsgemäß und sinnvoller Weise nicht “unendlich”.

            Sofern “Entfernungen” bzw. im Spezialfall “Distanzen” entsprechend Einsteins Vorgabe als “Radar”-Entfernung bzw. -Distanz definiert und zu messen sind,
            ist aus (nahezu) instantanen Informationsübertragungen (gegenseitig “hin und rück”; also aus nahezu verschwindenden Pingdauern) nahezu oder ganz verschwindende gegenseitige Entfernung zwischen den Beteiligten zu folgern (nämlich wie z.B. bei der Kollision von zwei Billardbällen);
            also gerade im Gegensatz bzw. Widerspruch zu (offenbar ohne ausdrückliche derartige Messung vermuteten) »weit [voneinander] entfernten«.

  10. Ein zweiter Nachtrag zu den glitzernden C-Beams:
    Wie der Kohlenstoff im Vakuum so leuchtet.
    Die erste Ionisierungsenergie von Kohlenstoff beträgt 11,26 Elektronenvolt.
    Das entspricht dem sehr energiereichen Vakuum-Ultraviolett.
    Beim zweiatomigen Kohlenstoff C2 haben wir mehr Glück.
    Das C2 ist am grünen Leuchten von Kometen-Komata beteiligt:
    http://s880616556.online.de/KOMESPEK.jpg
    Und in den Schwanenbändern (richtiger: Swan bands):
    http://s880616556.online.de/SWANBAND.png

  11. @Martin Bäker 31.08. 07:32

    „es ist zwar extrem unwahrscheinlich, aber nicht vollkommen ausgeschlossen, dass es Effekte gibt, die solche Paradoxa verhindern und trotzdem überlichtschnelle Kommunikation möglich machen, quasi eine Erweiterung der RT, mit der das geht.“

    Wenn sich die instantane Kommunikation auf ein zentrales Bezugssystem beschränkt, dann kommt es zumindest nicht zu Paradoxa wie auf Zeitreisen. Anbieten würde sich das Bezugssystem, indem die ḱosmische Hintergrundstrahlung in allen Richtungen isotrop ist. Dieses Bezugssystem gefällt mir sowieso ganz gut, einfach um mir eine kosmische Gegenwart wenigstens vorstellen zu können.

    Sich eine absolute Gegenwart vorstellen geht ja immer, auch wenn die Lichtgeschwindigkeit tatsächlich mit wirklich nichts umgangen werden kann. Selbst Gravitationswellen sind nicht schneller. Aber wie gesagt, wir kennen noch nicht alles.

    • Dieses Bezugssystem gefällt mir sowieso ganz gut, einfach um mir eine kosmische Gegenwart wenigstens vorstellen zu können.

      Aber Vorsicht: Durch die Expansion des Raumes und die damit verbundene relativistische Zeitdilatation ist das nicht so einfach, wie es auf den ersten Blick aussieht. STicjwort dazu: Milner-Universum, siehe Isaac Kap. 19.

  12. @Martin Bäker 01.09. 09:03

    „Aber Vorsicht: Durch die Expansion des Raumes und die damit verbundene relativistische Zeitdilatation ist das nicht so einfach, wie es auf den ersten Blick aussieht.“

    Kenn ich mich jetzt nicht mit aus. Vielleicht muss man Abstriche machen, und die instantane Kommunikation ist immer noch ein wenig verzögert, aber immer noch sehr schnell.

    Wenn hier auf Distanzen von Millionen Lichtjahren eine verzögert instantane Kommunikation Jahre und Jahrzehnte braucht, ist ein Austausch immer noch sehr eingeschränkt.

    Solange aber innerhalb der eigenen Galaxis ein Austausch mit wenigen Tagen Signallaufzeiten möglich wäre, dann hätten wir eine rege Kommunikationsmöglichkeit.

    Ich stell mir hier vor, dass wir vielleicht hunderte von Zivilisationen in der Galaxis haben, und ein Austausch, der nur mit 10.000 Jahren Verzögerung wechselseitig möglich ist, wäre praktisch gar keiner. Ein interstellares Fernsehprogramm und Internet innerhalb der Galaxis würde schon sehr gut funktionieren, wenn die Signallaufzeiten auf einige Tage begrenzt wären.

    Dann könnte man schon mal Blogs wie diesen auch mit fernen Zivilisationen realisieren.

    • Mir geht es nicht um hypothetische überlichtschnelle Kommunikation, sondern darum, dass “ruhend zur Hintergrundstrahlung” nicht wirklich eindeutig ist, was “Gleichzeitgkeit” angeht, soweit ich sehe.

  13. @Martin Bäker 01.09. 19:22

    „…dass “ruhend zur Hintergrundstrahlung” nicht wirklich eindeutig ist, was “Gleichzeitgkeit” angeht, soweit ich sehe.“

    Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe, dann würden sich die Bezugssysteme, die durch die Isotropie der Hintergrundstrahlung definiert sind, in jedem Ort des Universums unterscheiden, und das umso mehr, je weiter sie auseinander liegen. Weil der kosmische Raum selbst expandiert.

    Man kann dann entsprechend gar kein einzelnes Bezugssystem definieren, höchstens eine ganze Sammlung von Systemen identifizieren, eben all jene, die sich in Relation zur Hintergrundstrahlung „in Ruhe“ befinden.

    Bei kleineren Entfernungen kann man dies aber auch in guter Näherung ignorieren.

    • Ich weiß nicht, ob das so richtig ist, weil ich die Formulierung nicht ganz verstehe.
      Also: Man verwendet in der Kosmologie ein mitbewegtes Bezugssystem, das relativ zur HGS ruht, und wählt die Uhren an allen Punkten identisch.
      Wenn man das macht, dann ist wegen der Zeitdilatation und der Expansion des Universums ein “gleichzeitiger” Schnitt durch das Universum räumlich negativ gekrümmt.

  14. Vor ein paar Jahren hatte der Stringtheoretiker Leonard Susskind mit seiner Arbeit “ER = EPR” gezeigt, dass “Einstein-Rosen”, also spukhafte Fernwirkung, sprich Verschränkung mathematisch äquivalent ist zu Einstein-Podolsky-Rosen, also Einstein-Rosen-Brücken (warum fiel hier Podolsky raus?), sprich Wurmlöchern.

    Ich verstehe darunter, dass dieselben Formalismen und Beschreibungsmethoden zutreffen, auch wenn es sich nicht um ein und dasselbe Phänomen handelt. Falls das schon falsch ist, bitte entsprechend korrigieren.

    Unterstellen wir also mal, dass es Wurmlöcher gibt, dass wir ein Ende davon auf der Erde lassen, ihr anderes Ende in ein Raumschiff packen, das wie beim Projekt Breakthrough Starshot auf relativistische Geschwindigkeit gebracht wird, sagen wir auch nur 10% c.

    Dann gehen die Uhren an Bord anders, als hier auf der Erde, Zeitdilatation tritt auf – und wenn wir dann noch unterstellen, dass wir das winzige, dünne Wurmloch aufpusten können, gerade soweit, dass wir elektromagnetische Wellen oder welche Form auch immer einer Information darin übertragen könnten, dann müsste doch – anders als bei der Verschränkung, obschon mathematisch, formalistisch identisch – es eine Kommunikationsmöglichkeit von der Zukunft in die Vergangenheit und umgekehrt geben können, inkl. aller Paradoxien.

    Ist das so? Gibt es da nichts Fundamentales in der Physik, das diesen Vorgang verbietet, immer vorausgesetzt, dass die genannten Prämissen auch zutreffen?

      • Das verstehe ich nicht so ganz. Wiki sagt dazu:

        “Wurmlöcher sind theoretische Gebilde, die sich aus speziellen Lösungen (Kruskal-Lösungen) der Feldgleichungen der allgemeinen Relativitätstheorie ergeben.”

        Sie ergeben sich also aus der ART, lassen sich aber innerhalb von ihr nicht erzeugen?

    • Adam schrieb (02.09.2023, 04:21 Uhr):
      > […] Unterstellen wir also mal, dass es Wurmlöcher gibt, dass wir ein Ende davon auf der Erde lassen, […]

      Soll das zu unterstellende “Wurmloch” insbesondere dadurch gekennzeichnet sein, dass es zwei “Enden” hätte, zwischen denen (nahezu) instantan und in beide Richtungen kommuniziert werden könnte (sagen wir mal: mit Pingdauer jeweils eines der Enden bzgl. des anderen von höchstens einer Millisekunde) ?

      > ihr anderes Ende in ein Raumschiff packen, das […]

      … sicherlich insbesondere bzgl. dem Ende, das ausdrücklich “auf der Erde zu lassen” ist …

      > auf relativistische Geschwindigkeit gebracht wird, sagen wir auch nur 10 % c.

      Unter diesen Versuchsbedingungen wären die beiden Enden des zu unterstellenden “Wurmlochs” auf gegenseitige Entfernungen von höchstens 170 km eingeschränkt, somit beide Enden nahezu (d.h. im Vergleich zum Erdradius) “auf der Erde gelassen”; und die entsprechende Versuchsdauer wäre insgesamt auf ca. 10 Millisekunden eingeschränkt.

  15. Viele Probleme in Diskussionen entstehen durch die diffuse Verwendung des Informationsbegriffs. Information entsteht durch Signale, ein Signal ist aber noch keine Information! Ein Signal ist ein einfaches Zeichen aus einer Menge von Zeichen, im einfachsten Fall eine Auswahl aus zwei Zeichen wie 0 und 1. Die Information entsteht erst beim Empfänger des Signals durch entsprechende Interpretation, die ein Vorwissen voraussetzt. Gegenstand von Übertragungen sind grundsätzlich Signale. Informationen müssen durch Ketten von Signalen, bzw. entsprechend komplexe Signale, übertragen werden.

    Ein Startschuss beim 100m-Lauf ist für die Sprinter eine Information, weil sie schon vorher wissen was er bedeutet. Das Klatschen eines Zuschauers ist ein Signal, aber keine Information für die Sprinter. Für einen Vogel kann das Klatschen bedeuten, er solle verschwinden. Wenn ich zu meiner Frau sage “ich liebe dich”, dann ist das eine Information als binäre Relation (das genau ist Information), aber es ist keine Nachricht, denn sie weiß es schon. Medien übertragen meist komplette Informationen als Nachrichten, d.h. alle drei Teile der binären Relation “A betrügt B”, weil die meisten Empfänger von Nachrichten kein Vorwissen dazu haben.

    Die Polarisationsrichtung ist also ein Signal. Erst der kompetente Forscher kann daraus eine Information ableiten, genauer eine Nachricht, die zur (speicherbaren!) Information wird.

    • Das mag in den meisten Fällen zutreffen, aber nicht in allen, weil es sich dabei auf einen weiteren Begriff stützt, der nicht verallgemeinerbar ist, nämlich die Interpretation des Signals als Information (siehe dein Beispiel mit dem Startschuss).

      Bei der Transitmethode aus der Astronomie als eine der Hauptmethoden um Exoplaneten zu finden beispielsweise, ist das Ausbleiben eines Signals schon eine sehr wertvolle Information. Es wird interpretiert als Verdunkelung, die ein Himmelskörper verursacht hat, der sich zwischen den beobachteten Stern und unseren Detektoren dazwischen geschoben hat.

      Nun könnte man natürlich sagen, dass ein einfacher Transit keine gesicherte Information ist, was natürlich die Entdeckung weit vom Stern entfernter Objekte erschwert, da deren Transit im Extremfall Jahrhunderte dauert und wenn man zu spät hingeschaut hat, wird man zu seinen Lebenszeiten nichts mehr sehen und daraus schließen, dass dieser Stern keine Planeten weit draußen hätte, was nicht gesagt ist.

      Aber die Rede war ja nicht von Verifikationen, sondern der Interpretierbarkeit eines einzigen Signals (bzw. dessen Ausbleiben) als Information. Die wäre hier dennoch gegeben. Generell ist die Astronomie imstande aus sehr wenigen Signalen sehr viel zu machen (zu interpretieren), was sie aufgrund der gigantischen Entfernungen und mangels der Fähigkeit einfach vor Ort nachgucken zu können, auch muss.

      Wiki sagt: “Information ist in der Informationstheorie das Wissen, das ein Absender einem Empfänger über einen Informationskanal vermittelt”

      Zu Wissen wiederum sagt es: “Als Wissen oder Kenntnis wird üblicherweise ein für Personen oder Gruppen verfügbarer Bestand von Fakten, Theorien und Regeln verstanden, die sich durch den höchstmöglichen Grad an Gewissheit auszeichnen, so dass von ihrer Gültigkeit bzw. Wahrheit ausgegangen wird.”

      Fakten können durch neue Erkenntnisse revidiert werden, Theorien können widerlegt werden, Regeln können sich ändern und der höchstmöglichste Grad an Gewissheit hängt von äusseren (Technologie) und inneren (Bereitschaft dazu lernen zu wollen) Faktoren ab.

      Wissen ist also eine geistige Momentaufnahme, die möglichst viele Signale braucht, um möglichst viel Information zu generieren, um Bestand zu haben. Wenige Signale führen zu wenig Information und wenig Wissen. Aber im Extremfall kann auch ein einziges Signal zu Information und Wissen führen, siehe auch rote Ampel. Es hängt von der Interpretierbarkeit und bereits vorhandenem Wissen voraus (wir haben uns darauf geeinigt, dass rot eine Warnfarbe ist und daher für Ampeln benutzt wird, um zu warnen und einen Stop zu erzwingen).

      Information wäre demzufolge alles, was sich als Information interpretieren lässt. Auch ein einziges Signal oder das Fehlen desselben. Je nach (Vor-)Wissen.

  16. Mich würde interessieren inwieweit dieses Beispiel mit dem Delayed-Choice-Experiment identisch/vergleichbar ist?
    Die Verschränkung passiert lokal. Beim Delayed-Choice-Experiment kann man argumentieren, dass die Welleneigenschaft, rekonstruiert wird und nicht wirklich vorhanden war.
    In diesem Fall scheint es mir ähnlich, auch wenn es nicht so klar aus dem Experiment hervorgeht. Aber im Grunde ist „Spin up/down“ hier wie Spalt 1 / 2 im Doppelspalt Experiment+ Späte Messung. Die Berücksichtigung der zeitliche Verzögerung der Messung führt nur zu einer unnötigen Verwirrung und hat nichts mehr mit dem Ausgang der Messung zu tun.

  17. @Adam
    Ein Signal kann als Information interpretiert werden, wenn ein Vorwissen dafür vorhanden ist, das ist richtig. Dabei kommt es nicht darauf an, ob das Vorwissen wahr ist. Somit kann ein Signal auch einen Informationsgehalt haben. Dieser ergibt sich aus der Anzahl der Möglichkeiten in der Darstellung eines Signals als Zeichen aus einem Zeichenvorrat (z.B. Alphabet).

    Es gibt einen weiteren Begriff in diesem Zusammenhang: was sind Daten? In der Information als binäre Relation aRb sind a und b die Daten, z.B. der Temperaturwert R an einem Ort a zu einer bestimmten Zeit b. Tabellen sind dafür die übliche Darstellung. Auch die sprachliche Grammatik eines Satzes mit Subjekt, Prädikat, Objekt, “ich esse Pizza”, spiegelt diese Struktur wider.

    • @anton
      Zu „Dabei kommt es nicht darauf an, ob das Vorwissen wahr ist. Somit kann ein Signal auch einen Informationsgehalt haben. Dieser ergibt sich aus der Anzahl der Möglichkeiten in der Darstellung eines Signals als Zeichen aus einem Zeichenvorrat (z.B. Alphabet). „
      Aus: https://www.spektrum.de/kolumne/hemmer-und-messner-erzaehlen-vom-vocoder/2177241 : „Wenn ein Mensch spricht, erzeugt er im Kehlkopf einen schrillen Klang aus zahlreichen Frequenzen, dem Quäken einer Kindertröte nicht unähnlich. Erst wenn dieser Ton durch Mund und Nase läuft, erhält er den typischen Sprachklang, weil je nach Position von Zunge, Lippen und Gaumensegel bestimmte Frequenzen verstärkt werden. Bewegt sich die Zunge oder öffnet und schließt sich der Mund, ändern sich auch die hervorstechenden Frequenzen: Was eben noch wie ein »a« klang, hört sich nun wie ein »u« an.“
      Frage: Dabei kommt es nicht darauf an, ob das Vorwissen wahr ist???

    • Es ist noch viel genereller: Ich bin Software-Entwickler. Normalerweise generiere ich also jede Menge Information, die einem bestimmten Muster folgt, Algorithmus genannt.

      Wenn ich das nicht tue und meinem Chef statt dessen die reinste Informationslosigkeit liefere, also blanke Dateien mit nichts drin oder nicht mal diese, dann wird dieser ebenfalls reagieren mit der Lieferung reinster Informationslosigkeit, nämlich mir mein Gehalt aufs Konto nicht überweisen, was nur eine Ansammlung von ein paar Bits und Bytes ist, die ebenfalls einem Muster folgen, Zahlen, Währungen, Empfänger, Überweisender, Datum und Bankinstitut genannt. Die Folge davon ist eine weitere Informationslosigkeit, nämlich mein Unvermögen meiner Frau zu erklären, was da passiert ist und wie wir nun über die Runden kommen sollen. Auch diese folgt einem Muster, beschämtes Schweigen genannt.

      Das bedeutet:
      0 Information, wird interpretiert als 1 Information (der Junge wollte nicht arbeiten), führt zu 0 Information, die als 1 Information interpretiert wird (das Gehalt kam nicht), führt zu 0 Information, die als 1 Information interpretiert wird (eine Erklärung kann oder will ich nicht geben und weiß auch nicht, wie es weiter geht).

      Das wiederum bedeutet:
      So etwas wie 0 Information gab es zu keinem Zeitpunkt in meinem Kopf, was an der Interpretierbarkeit liegt. Auch die 0 wird als Information interpretiert, nach boolscher Logik (hat seinen Job gemacht, ja oder nein, wahr oder falsch? usw.)

      Tatsächlich aber, das Ganze prozessual betrachtend, folgten da drei fehlende Informationen aufeinander, also das Ausbleiben von Informationen. Diese können nur als solche gewertet werden, weil eine Übereinstimmung vorliegt, die die gleichartige Interpretierbarkeit erlaubt (fehlender Code = nicht gemachte Arbeit, fehlende Überweisung = nicht gezahltes Gehalt, fehlende Mimik, Gestik und Sprache = nicht getätigte Erklärung).

      In einem anderen Zusammenhang mit anderer Interpretierbarkeit oder auseinander klaffender Übereinstimmung würde es zu völlig anderen Informationen kommen (fehlender Code -> Nachbar -> weiß nicht, dass ich welchen habe liefern sollen, erkennt das Fehlen nicht; fehlende Überweisung -> Freund -> weiß nicht, wo ich arbeite und wann und wieviel Geld ich von wem bekomme; fehlende Erklärung -> Kind -> weiß nicht, was die Sprachlosigkeit bedeutet, hat Papa einfach nur eine Erkältung?)

      Also ist die Interpretierbarkeit und das sich darauf einigen können von essentieller Bedeutung, aber nur für das Verständnis, also dass aus einem Signal / Fehlen eines Signals eine Information wird und daraus Wissen (es gibt diesen Monat kein Geld, sorry!).

      Sie ist aber nicht entscheidend für die Information als solche. In allen drei Fällen gab es keine Information – und das war die eigentliche Information. Daher kann man sagen, dass einfach alles Information ist. Schlicht und ergreifend alles, sogar nichts.

      Zurückkehrend zum Fall der Verschränkung ist die Frage also falsch gestellt. Es geht nicht so sehr darum, ob da eine Information vorliegt – denn das tut sie, wenn alles Informationen sind, selbst eine Singularität vor dem Urknall, selbst ein hypothetisches, absolutes Nichts ohne jeden Urknall, ohne Raum und Zeit und ohne Entitäten. Es wäre dennoch eine Information – die aber niemand in irgendeiner Form verabeiten könnte, weil es niemanden gäbe.

      Entscheidend ist die Frage, ob diese Information auch zur Verfügung steht, was eine Übertragung von ihr voraussetzt. Und genau das passiert nicht. Wenn A den Spin untersucht, weiß B nicht, dass A das getan hat. Wenn B den Spin untersucht, kann B nicht sagen, ob A das ebenfalls getan hat. A hat eine Information. B hat eine Information, in beiden Fällen, wenn sie das System untersuchen, also im Moment der “Messung”. Aber keine Information wurde übertragen, denn es ist ein nicht-lokales System. Oder simpler: die Informationen von A und B sind im Sinne einer Aussagefähigkeit, also einer sich daraus ergebender, kausaler Information, die darauf basieren, wertlos. Und wenn dies wiederum zutrifft, kann man es nicht für Informationsübertragung nutzen.

      Zurückkehrend zu meinem Beispiel wäre es also ungefähr so, als ob ich auf mein Konto schaue, keinen Betrag dort sehe und nun daraus (vielleicht) schlußfolgerte, dass mein Chef nicht bezahlt hat und nicht bezahlen wird. Vielleicht hat er das aber, bloß die Überweisung hat irgendwelche Schwierigkeiten. Vielleicht hat er es auf das falsche Konto überwiesen. Vielleicht will er es mir gar nicht überweisen, sondern bar zahlen, konnte mich aber noch nicht erreichen. Vielleicht etwas ganz anderes. Ich werde es nie erfahren, wenn ich ihn nicht frage. Und genauso geht es A und B: sie müssten sich schon gegenseitig fragen. Doch das geht nur auf herkömmliche Weise, unterliegt dem Lichtgeschwindigkeitslimit und dann wäre ebenfalls keine Information via der Verschränkung übertragen worden, sondern erst durch das nachträgliche Gespräch.

      Zentral ist also die Verfügbarkeit der Information und ihre Aussagefähigkeit, nicht jedoch Information als solche.

  18. Martin Bäker schrieb (02.09.2023, 09:30 Uhr):
    > […] Mit einem mobilen Wurmloch hätte man eine Zeitmaschine. Siehe […] diesen alten Artikel.
    https://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2019/11/14/wurmloecher-science-oder-fiction/

    (Dieser verlinkte Artikel — vom “anderen Laden” — ist allerdings noch nicht so alt, dass ich schon bemerkt und gelesen, geschweige denn kommentiert hätte. Da Kommentare dort offenbar gar nicht mehr eingereicht werden können, hoffe ich, dass meine folgenden Anmerkungen dazu an dieser Stelle zulässig sind.)

    MartinB schrieb (14. November 2019):
    > […] Stellt euch vor, ihr habt ein Wurmloch mit den beiden Enden, die anfangs dicht benachbart sind

    … wir denken dabei zweifellos an ein [[Wurmloch]], dass in beide Richtungen durchquerbar ist …

    > […] schiebt dann ein Ende des Wurmlochs mit hoher Geschwindigkeit nach Alpha Centauri und wieder zurück zur Erde. […] Hier ein Raumzeit-Diagramm der beiden Wurmlöcher (Aus M.Bäker, “Isaac oder Die Entdeckung der Raumzeit”, Springer 2019, alle Rechte vorbehalten): https://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/files/2019/11/wurmlochZeitmaschine.png

    > Für das bewegte Ende des Wurmlochs sind also 7,4 Jahre vergangen, für das andere dagegen vergehen knapp 12 Jahre.

    Das Diagramm zeigt dabei offenbar zwei unterscheidbare Weltlinien-Abschnitte (der o.g. beiden “Wurmloch-Öffnungen”), die sich zu anfang (nahezu) getroffen hatten und dann voneinander trennten und (weiter) entfernten, sich im weiteren Verlauf (wieder) annäherten und schließlich (nahezu wieder) trafen.

    Die Pingdauer der einen Öffnung (die durchwegs “auf der Erde verblieb”) bzgl. der anderen (bzgl. der Erde verschobenen, “bewegte”) Öffnung erreichte dabei maximal ca.
    (12 - (2 * 3,2) = 5,6) Jahre,

    und die entgegengesetzte Pingdauer (d.h. die Pingdauer der letzteren Öffnung bzgl. der ersteren) erreichte dabei maximal schätzungsweise
    (5 - 2,4 = 2,6) Jahre.

    Am Anfang und am Schluss der gezeigten Weltlinen waren die gegenseitigen Pingdauern der beiden “Wurmloch-Öffnungen” beide wesentlich geringer, (nahezu) Null.

    > Nehmen wir der Einfachheit halber an, der Weg durch das Wurmloch braucht keine Zeit. […]

    Demnach wären die Pingdauern der beiden “Wurmloch-Öffnungen” gegenüber einander aber durchwegs (nahezu) Null;
    d.h. offenbar im direkten Widerspruch zur Darstellung im verlinkten Raumzeit-Diagramm.

    (Übrigens enthält der oben verlinkte Wikipedia-Artikel jedenfalls z.Z. keine ausdrückliche Annahme bzw. Einschränkung “der Zeit, die der Weg durch das Wurmloch braucht” bzw. der Pingdauern der “Wurmloch-Öffnungen” gegenüber einander. …)

  19. @Nowotnick
    Ein Signal ist die Übertragung eines Zeichens, z.B. ein Startschuss, ein Pfiff des Schiedsrichters, ein Lichtblitz oder ein elektrischer Spannungsimpuls. Das Signal an sich hat keine Bedeutung, es erhält Bedeutung durch die Interpretation des Empfängers auf Grund seines Vorwissens. Bis hierher spielt die Wahrheit des Vorwissens keine Rolle, der Empfänger interpretiert im guten Glauben oder in der Überzeugung seines Wissens.

    Ein falsches Vorwissen oder irrtümliche Wahrnehmung führt selbstverständlich dann zu einer falschen Interpretation des Signals als Bedeutung , z.B. zu einem Irrtum des Wissenschaftlers beim Experiment, zu Freistoß oder Elfmeter beim Fußball. Daraus kann wiederum eine falsche Handlung folgen.

    Die heutige Medienwelt liefert anschauliche Beispiele für falsche Interpretationen von Signalen und für falsche Nachrichten, die zu falschen Informationen und in der Folge zu schlechten Handlungen führen können.

    Im Alltag nehmen wir eine ungeheure Fülle an Signalen zu einem einzelnen Sachverhalt auf, mittels der Sinnesorgane. Dadurch ist eine hohe und lebensnotwendige Konsistenz und Zuverlässigkeit der Wahrnehmungen gegeben. Der Quantenphysiker hingegen ist vielfach auf einzelne Signale angewiesen, die zu interpretieren sind, auf der Basis des vorhandenen Wissens (in Form bewährter Informationen) sowie Vermutungen und Kombination mit anderen Signalen.

  20. Martin Bäker schrieb (02.09.2023, 09:30 Uhr):
    > […] Mit einem mobilen Wurmloch hätte man eine Zeitmaschine. Siehe […] diesen alten Artikel.
    https://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2019/11/14/wurmloecher-science-oder-fiction/

    (Dieser verlinkte Artikel — vom “anderen Laden” — ist jedenfalls noch nicht so alt, dass ich schon bemerkt und gelesen, geschweige denn kommentiert hätte. Da Kommentare dort offenbar gar nicht mehr eingereicht werden können, hoffe ich, dass meine folgenden Anmerkungen und Fragen dazu an dieser Stelle zulässig sind.)

    MartinB schrieb (14. November 2019):
    > […] Stellt euch vor, ihr habt ein Wurmloch mit den beiden Enden, die anfangs dicht benachbart sind

    … wir denken dabei zweifellos an ein [[Wurmloch]] [ Link zum betreffenden Wikipedia-Artikel im Memo dieses Kommentars – FW ], das in beide Richtungen durchquerbar ist …

    > […] schiebt dann ein Ende des Wurmlochs mit hoher Geschwindigkeit nach Alpha Centauri und wieder zurück zur Erde. […] Hier ein Raumzeit-Diagramm der beiden Wurmlöcher (Aus M.Bäker, “Isaac oder Die Entdeckung der Raumzeit”, Springer 2019, alle Rechte vorbehalten): https://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/files/2019/11/wurmlochZeitmaschine.png

    > Für das bewegte Ende des Wurmlochs sind also 7,4 Jahre vergangen, für das andere dagegen vergehen knapp 12 Jahre.

    Das Diagramm zeigt dabei offenbar zwei unterscheidbare Weltlinien-Abschnitte (der o.g. beiden “Wurmloch-Öffnungen”), die sich zu anfang (nahezu) getroffen hatten und dann voneinander trennten und (weiter) entfernten, sich im weiteren Verlauf (wieder) annäherten und schließlich (nahezu wieder) trafen.

    Die Pingdauer der einen Öffnung (die durchwegs “auf der Erde verblieb”) bzgl. der anderen (bzgl. der Erde verschobenen, “bewegte”) Öffnung erreichte dabei maximal ca.
    (12 - (2 * 3,2) = 5,6) Jahre,

    und die entgegengesetzte Pingdauer (d.h. die Pingdauer der letzteren Öffnung bzgl. der ersteren) erreichte dabei maximal schätzungsweise
    (5 - 2,4 = 2,6) Jahre.

    Am Anfang und am Schluss der gezeigten Weltlinen waren die gegenseitigen Pingdauern der beiden “Wurmloch-Öffnungen” beide wesentlich geringer, (nahezu) Null.

    > Nehmen wir der Einfachheit halber an, der Weg durch das Wurmloch braucht keine Zeit. […]

    Demnach wären die Pingdauern der beiden “Wurmloch-Öffnungen” gegenüber einander aber durchwegs (nahezu) Null;
    d.h. offenbar im direkten Widerspruch zur Darstellung im verlinkten Raumzeit-Diagramm.

    (Übrigens enthält der im Memo verlinkte Wikipedia-Artikel jedenfalls z.Z. keine ausdrückliche Annahme bzw. Einschränkung “der Zeit, die der Weg durch das Wurmloch braucht” bzw. der Pingdauern der “Wurmloch-Öffnungen” gegenüber einander. …)

  21. Martin Bäker schrieb (02.09.2023, 09:30 Uhr):
    > […] Mit einem mobilen Wurmloch hätte man eine Zeitmaschine. Siehe […] diesen alten Artikel.
    https://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2019/11/14/wurmloecher-science-oder-fiction/

    (Dieser verlinkte Artikel — vom “anderen Laden” — ist allerdings noch nicht so alt, dass ich ihn schon bemerkt und gelesen, geschweige denn kommentiert hätte. Da Kommentare dort offenbar gar nicht mehr eingereicht werden können, hoffe ich, dass meine folgenden Anmerkungen und Fragen dazu an dieser Stelle zulässig sind.)

    MartinB schrieb (14. November 2019):
    > […] Stellt euch vor, ihr habt ein Wurmloch mit den beiden Enden, die anfangs dicht benachbart sind

    … wir denken dabei zweifellos an ein [[Wurmloch]] [ Link zum betreffenden Wikipedia-Artikel im Memo dieses Kommentars – FW ], das in beide Richtungen durchquerbar ist …

    > […] schiebt dann ein Ende des Wurmlochs mit hoher Geschwindigkeit nach Alpha Centauri und wieder zurück zur Erde. […] Hier ein Raumzeit-Diagramm der beiden Wurmlöcher (Aus M.Bäker, “Isaac oder Die Entdeckung der Raumzeit”, Springer 2019, alle Rechte vorbehalten): https://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/files/2019/11/wurmlochZeitmaschine.png

    > Für das bewegte Ende des Wurmlochs sind also 7,4 Jahre vergangen, für das andere dagegen vergehen knapp 12 Jahre.

    Das Diagramm zeigt dabei offenbar zwei unterscheidbare Weltlinien-Abschnitte (der o.g. beiden “Wurmloch-Öffnungen”), die sich zu anfang (nahezu) getroffen hatten und dann voneinander trennten und (weiter) entfernten, sich im weiteren Verlauf (wieder) annäherten und schließlich (nahezu wieder) trafen.

    Die Pingdauer der einen Öffnung (die durchwegs “auf der Erde verblieb”) bzgl. der anderen (bzgl. der Erde verschobenen, “bewegte”) Öffnung erreichte dabei maximal ca.
    (12 - 1 - (2 * 3,2) = 4,6) Jahre,

    und die entgegengesetzte Pingdauer (d.h. die Pingdauer der letzteren Öffnung bzgl. der ersteren) erreichte dabei maximal schätzungsweise
    (5 - 2,4 = 2,6) Jahre.

    Diese maximalen Pingdauern waren also deutlich von Null verschieden (insbesondere jeweils im Vergleich zur Dauer der Trennung, also 12 Jahren bzw. 7,4 Jahren).

    Am Anfang und am Schluss der gezeigten Weltlinen waren die gegenseitigen Pingdauern der beiden “Wurmloch-Öffnungen” dagegen beide wesentlich geringer, und (nahezu) Null.

    > Nehmen wir der Einfachheit halber an, der Weg durch das Wurmloch braucht keine Zeit. […]

    Demnach wären die Pingdauern der beiden “Wurmloch-Öffnungen” gegenüber einander aber durchwegs (nahezu) Null;
    d.h. offenbar im direkten Widerspruch zur Darstellung im verlinkten Raumzeit-Diagramm.

    (Übrigens enthält der im Memo verlinkte Wikipedia-Artikel jedenfalls z.Z. keine ausdrückliche Annahme bzw. Einschränkung “der Zeit, die der Weg durch das Wurmloch braucht” bzw. der Pingdauern der “Wurmloch-Öffnungen” gegenüber einander. …)

  22. @Adam
    „Zurückkehrend zum Fall der Verschränkung ist die Frage also falsch gestellt. Es geht nicht so sehr darum, ob da eine Information vorliegt – denn das tut sie, wenn alles Informationen sind, selbst eine Singularität vor dem Urknall, selbst ein hypothetisches, absolutes Nichts ohne jeden Urknall, ohne Raum und Zeit und ohne Entitäten. Es wäre dennoch eine Information – die aber niemand in irgendeiner Form verabeiten könnte, weil es niemanden gäbe.“
    Nächste Frage: Wir nehmen uns sehr wichtig, denn wieso sollte es da (absolutes Nichts in Bezug zur Raumzeit) niemanden (mit Vorwissen) geben, bei einer Verschränkung mit Information, aber ohne Raum und Zeit und ohne Entitäten?
    „Zurückkehrend zu meinem Beispiel wäre es also ungefähr so, als ob ich auf mein Konto schaue, keinen Betrag dort sehe… Zentral ist also die Verfügbarkeit der Information und ihre Aussagefähigkeit, nicht jedoch Information als solche.“ siehe unten – reine Information.
    @Anton
    „Das Signal an sich hat keine Bedeutung, … Sinnesorgane. Dadurch ist eine hohe und lebensnotwendige Konsistenz und Zuverlässigkeit der Wahrnehmungen gegeben. Der Quantenphysiker hingegen ist vielfach auf einzelne Signale angewiesen, die zu interpretieren sind …“ Hier möchte ich dann auf das Maß € als Information mit rotem (-) bzw. schwarzem (+) Inhalt oder auch neutral (0) hinweisen.

    • Weil “jemand” (als Gegenstück zu “niemand”) bei mir in die Kategorie “Entität” fällt, es wäre ja eine Wesenheit, etwas Seiendes, wofür der Begriff steht. Ob eine personelle, non-personelle, meta-personelle oder noch ganz anders: das sei dahingestellt. Es bezog sich also nicht zwingend nur auf Menschen, daher kein Versuch uns wichtig zu nehmen.

  23. @Nowotnick
    Jeder Kontoinhaber weiß, was die Zahlen und Farben auf seinem Kontoauszug bedeuten. Das ist die objektive Bedeutung (Semantik), die für alle Kontoinhaber und für die Bank identisch ist. Dazu gibt es eine subjektive Bedeutung (Pragmatik), d.h. einen “Sinn” der Information. Jeder Kontoinhaber kann die Information über seinen Kontostand individuell unterschiedlich nutzen, so dass die Information darüber für jeden Kontoinhaber einen anderen Sinn haben kann.

    Dasselbe gilt natürlich auch für wissenschaftliche Information. Redundanz von Signalen und Nachrichten hat daher nicht nur den Zweck, die Übertragung zu sichern, sondern auch die Information zu objektivieren oder abzugleichen und auf Konsistenz zu prüfen. Unterschiedlich verstandene Bedeutung führt zu unterschiedlichen Theorien. Ein Rätsel der Astrophysik ist das Schicksal von Information in Schwarzen Löchern, mit dem sich u.A. Stephen Hawking beschäftigt hat.

    Was inkonsistente, falsche oder willkürlich interpretierbare Informationen anrichten können, das sehen wir täglich in den Medien.

    • @Anton
      Zu „Was inkonsistente, falsche oder willkürlich interpretierbare Informationen anrichten können, das sehen wir täglich in den Medien.“:
      Ich plage mich als Elektroplaner ständig mit den Naturgesetzen herum und es ist mir bewusst dass ein übersehenes Gesetz bei der Planung, beispielsweise ein falsch zugewiesenes Messergebnis, zu schwerwiegenden Auswirkungen führt, was ich bei den Medien so nicht erkennen kann da nach meiner Meinung die Daten nicht immer den notwendigen Positionen in den dazu aufgebauten Technologien zugeordnet werden.
      Beispielsweise als „Fehler-(Informations-)Strom“ oder Differenzstrom in € bei der Finanzierung von Hilfseinsätzen, wo der Wirkungsgrad manchmal unter 10% liegt.
      Zu: „Ein Rätsel der Astrophysik ist das Schicksal von Information in Schwarzen Löchern, mit dem sich u.A. Stephen Hawking beschäftigt hat.“:
      Nach meiner Meinung gibt es da kein Rätsel, da Information nicht verloren geht sondern sich auf den Oberflächen der Raumzeit im Bildbereich und Hintergrund spiegelt.

    • Noch zu Schwarzen Löchern mit zugehörigem Informationsaustauch: Bei einem bewegten Objekt sieht der äußere Beobachter über 1 / √(1 − v/c^2) die innere Uhr des bewegten Beobachters rückwärts laufen, wobei seine eigene Uhr in der Zeit vorwärts läuft, so dass eine bewegte Uhr für den äußeren Beobachter langsamer als dessen eigene Uhr läuft.

      • Je nach Koordinatensystem sind im Inneren des SLs Raum. und Zeitrichtung umgekehrt oder Zeitrichtungen scheinen sich umzudrehen. Das sind aber keine echten physikalischen Effekte.
        Siehe Isaac, Kap. 16, da erkläre ich das einigermaßen ausführlich.

        • @Martin
          Danke für den Hinweis, ich konnte es mir leider noch nicht ansehen, aber das Problem mit dem Koordinatensystem (Hintergrund) eines Beobachters ist dass es nicht zeitlos springen kann. Beispielsweise ist es bei einer Verschränkung, wie dem Kauf (im Bildbereich) einer Wahre, mit dem Koordinatensystem des Verkäufers und des Käufers so dass die Information Guthaben in der Kasse des Verkäufers von 100€ + 10€ also 110€ über den Neutralwert 0€ beim Guthaben Käufer, sagen wir 1000€ – 10€ auf 990€ gesprungen ist. Das Koordinatensystem also der Hintergrund eines Beobachters kann nicht springen, der Bildbereich aber schon von einem zum nächsten Hintergrund bzw. Beobachter.

          • Hab keine Ahnung, was mir das Beispiel sagen soll.
            Mit Verschränkung hat das aber doch erst mal gar nichts zu tun, der Kommentar bezog sich doch auf die Raumzeit um SL. (Und was da ggf. mit einer Verschränkung passieren würde, weiß schlicht niemand.)

  24. @Martin
    Licht fliegt immer mit Lichtgeschwindigkeit, egal wer sich das Licht ansieht, aber ein schnelles Myon (bzw. sein Hintergrund als Koordinatensystem) zerfällt im Mittel langsamer als ein ruhendes Myon (bzw. sein Hintergrund als Koordinatensystem), also der zeitlose Sprung im Bildbereich des Hintergrundes von einem partiellen zum nächsten partiellen Hintergrund bzw. Beobachter, https://de.wikipedia.org/wiki/Myon „Der Einfluss anderer Kräfte als der elektromagnetischen Kraft ist klein, aber durch virtuelle Teilchen („Beispielsweise überträgt das virtuelle Photon bei der elastischen Streuung zweier Elektronen, im Schwerpunktsystem betrachtet, nur Impuls, aber keine Energie.“), die das Myon umgeben, beobachtbar. Das führt zu einer Abweichung der magnetischen Eigenschaften des Myons.“ bzw. auch https://de.wikipedia.org/wiki/Zeitdilatation_bewegter_Teilchen.

    • Was ist der Sinn dieses Kommentars?
      Bitte versuche wenigstens, zu erklären, warum du etwas in einen Kommentar schreibst. In Zukunft schalte ich solche Kommentare sonst nicht frei, das hier ist kein “Freie-Assoziationen-zur-Physik”-blog

    • Bernd Nowotnick schrieb (14.09.2023, 16:11 Uhr):
      > […] ein schnelles Myon […] zerfällt im Mittel langsamer als ein ruhendes Myon […]

      Messungen der mittleren Lebensdauern von gegebenen Myonen-Ensembles sind sowohl aus Daten von (Speicher- und) Detektor-Systemen ermittelt worden, gegenüber denen sich die betreffenden Myonen in den ausgewertenen Versuchen schnell bewegten (β > 0.999; nämlich insbesondere in sogenannten “g – 2”-Experimenten), als auch aus Daten von Versuchen, in denen sich die betreffenden Myonen und Detektoren höchstens nur vergleichsweise langsam bewegten (β < 0.001; Stichwort: “Muon stopping”).

      Die erhaltenen Messwerte (einschl. Unsicherheiten)
      vgl. https://indico.ihep.ac.cn/event/16065/contributions/114869/attachments/62151/71706/poster_zejialu.pdf
      unterscheiden sich offenbar um weniger als 1 Promille.

  25. Noch eine kurze Bemerkung zum Wesen der Information, die auch für die Verschränkung relevant sein kann. Die Übertragung und Speicherung von Information benötigt Energie, die Verarbeitung oder Umwandlung von Information dagegen nicht. Würde bei der Verschränkung Information übertragen, dann müsste dies also mit Energieverbrauch verknüpft sein.

    Die Verarbeitung von Information, z.B. im Computer, ist lediglich eine Veränderung der Sichtweise bzw. Schaffung neuer Sichtweisen auf die Information, aber keine Veränderung der Information an sich. Allerdings ist die technische Verarbeitung von Information nicht ohne Übertragung und Speicherung und folglich nicht ohne Energie möglich.

    Gesetzmäßigkeiten in der Natur bedeuten, dass Information erhalten und nicht neu geschaffen wird. Nur der absolute Zufall kann neue Information schaffen. Dazwischen ist die statistische Mechanik und Thermodynamik, die “fluide” Information enthalten, d.h. Information, die nur statistisch erfassbar ist und den Zusammenhang von Information und Entropie (Information = Negentropie), bzw. Information und Ordnung oder Struktur erkennen lässt.

  26. @M. Bäker
    Die Kompliziertheit kommt eben auch vom Unverständnis oder Missverständnis des Informationsbegriffs. Aus Information kann keine Energie entstehen. Dabei kommt es darauf an, was genau als Information verstanden wird. Information ist ein Denkkonzept des Menschen, kein physikalisches Objekt. Von physikalischen Objekten kann Information allerdings abgeleitet werden. Fundamental bedeutet Information nichts anderes als Differenz, Diskriminierung, Unterscheidung. Ordnung und Struktur (geringe Entropie) beruhen auf Unterscheidung.

    Bei der Arbeit geht ein Teil der Energie in Wärme über. Das bedeutet eigentlich einen Energie- und Informationsverlust. Die Information ist aber nicht wirklich verloren, sondern verändert sich laufend und ist unerkennbar geworden, weil die physikalischen Objekte in der Wärme ständig ihre Position verändern, so dass die Information über die Position in Echtzeit nicht mehr feststellbar oder messbar ist. Die Information über die innere Struktur und Eigenschaften der Objekte dagegen bleibt vollständig erhalten, solange sie sich nicht ebenfalls verändern.

    • Ob Information ein physikalisches Konzept ist, ist nicht so klar, siehe die informationstheoretischen Interpretationen der QM.
      Und Hofstadter hat mal (Gödel Escher Bach) geschrieben “Information ist intrinsisch, wenn Intelligenz natürlich ist.” Generell auch lesenswert zum Thema.

  27. @M.Bäker
    Der Mensch als informationserkennendes System ist in der Lage, die physikalisch-körperliche Welt in Information zu übertragen – als Repräsentation oder Modell – und über die Information wiederum auf die physikalisch-körperliche Welt einzuwirken. Das notwendige Substrat zur Darstellung der Information – sei es Papier, Bildschirm und letztlich das Nervensystem – gehört selber zur physikalisch-körperlichen Welt. Ohne das physische Substrat gäbe es keine Information. Nur deshalb kann die Information auf die physikalische Welt wirken, andernfalls hätten wir den metaphysischen Körper-Geist-Dualismus. Darin haben manche esoterische Phantasien, auch zur Quantenverschränkung, ihre Gründe.

    • Sehe ich nicht ganz so.
      Wenn sich ein Objekt am Ort A befindet und nicht am Ort B, dann ist das eine objektive Tatsache über die Welt.
      Die Aussage “Objekt bei A” ist wahr, die Aussage “Objekt bei B” ist falsch.
      In diesem Sinne enthält die Welt Information, egal ob irgendwer das erkennt oder nicht.
      Die informationstheoretischen Ansätze zur QM erklären Verschränkungja genau auf diese Weise:
      Jedes Photon kann z.B. nur eine Informationseinheit für seine Polarisation speichern, beispielsweise “senkrecht und nicht waagerecht”.
      Zwei Photonen können zwei Einheiten speichern, aber die können auch sagen “Beide Photonen identisch bei senkrecht/waagerecht-Messung” und “Beide Photonen identisch bei Messung unter 45 Grad”. Damit sind die beiden Einheiten aufgebraucht, welchen Wert die Polarisation hat, ist dann aber unbestimmt.
      Mehr dazu in meinem hoffentlich demnächst erscheinenden Buch “das Quantenrätsel”.

      Man kann natürlich den Begriff “information” anders definieren (das machte Hofstadter in dem Zitat auch) und sie beispielsweise nur auf Eigenschaften der Welt beziehen, die Menschen (oder andere Intelligenzen) bewusst beeinflussen, um Nachrichten zu übermitteln oder speichern.

  28. @M.Bäker
    Ohne Zweifel haben wir Information über die Welt. Inwieweit diese Information den Tatsachen über die Welt entspricht, ist eine andere Frage. Man muss annehmen, dass wir nie die Realität der Welt objektiv erkennen können, denn die Erkenntnis ist nicht an die Objekte der Welt selber, sondern an ihre Wechselwirkungen gebunden.

    Die Information entsteht dann, wenn ein Photon von einem geeigneten Empfänger (z.B. Polfilter, Solarzelle) in passende Energie als Wirkung und als Nachricht umgewandelt wird. Schon dadurch verändert sich die Welt instantan. Der Empfänger hat durch die Information seinen eigenen Zustand und den seiner Außenwelt verändert. Insofern ist die Information über die Welt durch den Empfang der Nachricht verfälscht worden. Im Alltag spielt es natürlich keine Rolle, weil billionen Photonen im Spiel sind.

    Die Eigenschaft eines verschränkten Teilchens ist vor der Messung nicht nur nicht bekannt, sondern auf Grund der Superposition der Teilchen nicht festgelegt, also auch nicht erkennbar. Infolge der Messung wird die Eigenschaft festgelegt und damit eine Wirkung instantan auf beide verschränkten Teilchen ausgeübt. Das heißt, für beide Teilchen springt die Wahrscheinlichkeit für die gemessene Eigenschaft auf 100%. Kann es also sein, dass die Verschränkung sich auf die Wahrscheinlichkeit bezieht, nicht jedoch auf Wirkung und Information? Ist es richtig, dass sich die Verschränkung nur auf jeweils dieselbe Eigenschaft bezieht? Das Rätsel ist hartnäckig und Fragen sind noch offen.

    Dass Information sich nur auf ausgewählte Eigenschaften beziehen soll (Hofstadter), halte ich für unplausibel und unbegründet. Das wäre eine sehr eingeschränkte und willkürliche Weltsicht und wäre der Kristallkugel sehr ähnlich.

    • Hofstadter verwendet halt eine andere Definition von “Information”. Definitionen sind ja letztlich wahlfrei, man wählt sie so, wie sie im Kontext passen.

      Die Information entsteht dann, wenn ein Photon von einem geeigneten Empfänger (z.B. Polfilter, Solarzelle) in passende Energie als Wirkung und als Nachricht umgewandelt wird

      Das finde ich wiederum wenig hilfreich. Es erklärt “Information” über “Nachricht” – wobei Nachricht ja tatsächlich eigentlich einen bewussten Sender und Empfänger impliziert.

      Und trüge dann ein Photon, das z.B. in einer Glasfaser unterwegs ist, noch keine Information, sondern diese entsteht erst, wenn es dteektiert wird? Finde ich auch nicht wirklich sinnvoll, das so zu definieren.

      • @M.Bäker
        Information kann unter verschiedenen Aspekten gesehen werden und kommt in verschiedenen Formen vor, weil sie sich aus mehreren Komponenten zusammensetzt – aus Signalen, Zeichen, Daten – und in verschiedenen Darstellungen möglich ist. Eine Nachricht bezeichnet im technischen Sinn die Übertragung von Information. Aber die Bedeutung von Information wird immer vom Empfänger bestimmt. Wenn Sie eine Nachricht in einer fremden Sprache erhalten, dann ist es für Sie keine Information, weil sie nicht verständlich ist und folglich keine Bedeutung hat. Sie können diese Nachricht nicht interpretieren und können nicht mal erkennen, ob es überhaupt eine Nachricht oder Information ist, statt eines Zufallsmusters. Die Wahrheit oder Falschheit einer Information bleibt dabei noch unberücksichtigt. Die gegenwärtige Erscheinung von Fakenews ist hinreichend bekannt.

        Die menschlichen Sinne sind beschränkt und subjektiv, damit können wir die Welt nicht vollständig und objektiv erkennen. Manches lässt sich über Umwege erkennen, seien es technische Hilfsmittel oder logische Schlussfolgerungen aus erkannten Gesetzmäßigkeiten der Welt, z.B. der Magnetismus. Manches ist möglicherweise grundsätzlich nicht erkennbar, wir wissen es nicht. Außerdem wissen wir nicht, ob die Welt wirklich so ist, wie wir sie zu erkennen glauben. Die Philosophen befassen sich damit seit vielen Jahrhunderten.

        • Aber die Bedeutung von Information wird immer vom Empfänger bestimmt.

          Dann sind wir aber doch bei der Hofstadterschen Definition von Information.
          Die ist in der Physik nicht wirklich sinnvoll, es sei denn, wir stellen uns auf den Standpunkt, dass z.B. Quanteninformation ohne Bewusstsein nicht existieren kann.
          (Auch dem in der Informatik gern verwendeten Shannonschen Begriff der Information widerspricht das, nach dem enthält ja eine zufällige Buchstabenfolge mehr Information als ein verständliches Wort.)

          Nicht böse sein, aber der zweite Absatz enthält wirklich nur Allgemeinplätze…

  29. @M.Bäker
    Ich glaube, Sie haben etwas missverstanden. Man darf Kodierung und Bedeutung von Information nicht verwechseln. Eine Nachricht in deutscher Sprache kann man nur verstehen, wenn man deutsch versteht. Ob man Information versteht, beruht also auf Konventionen zwischen Sender und Empfänger. Die Kodierung, z.B. im Binärcode, ist völlig unabhängig von der Bedeutung. Der Informationsgehalt hängt davon ob, wie groß der Zeichenvorrat ist, aus dem die Zeichen stammen, und wieviele Zeichen verwendet werden für die Kodierung. Mit zwei Dezimalziffern könnte man also hundert Nachrichten kodieren. Diese Ziffernfolgen hätten aber keine Bedeutung, solange Sender und Empfänger sich nicht über die Bedeutung verständigen.

    Was Sie meinen, das ist die Wahrscheinlichkeit im Zusammenhang mit Nachrichten. Eine Nachricht, die einen unwahrscheinlichen Sachverhalt übermittelt, hat in der Tat einen höheren Informationsgehalt als eine schon (beim Empfänger!) bekannte Tatsache. Eine solche Nachricht hätte für den Empfänger, z.B. einen Forscher, keine Bedeutung bzw. keinen Erkenntnisgewinn. Die Lektüre eines Lehrbuchs ist umso lehrreicher, je mehr Neues und Sensationelles es enthält!

    Eine zufällige Zeichenfolge hat in der Tat also einen hohen Informationsgehalt als Nachricht, denn sie entzieht sich jeder Erwartung; sie hat aber keine Bedeutung für den Empfänger, außer sie bezieht sich auf einen wohlbestimmten Sachverhalt, ein Zufallsereignis.

    • Ich sehe da einen Widerspruch in den Begriffen: Erst schrieben Sie, eine NAchricht, die man nicht versteht, enthält keine Information, jetzt sagen Sie, sie enthält Information aber keine Bedeutung.
      Letztlich ist die Debatte aber ohnehin ziemlich akademisch, es gibt halt unterschiedliche Möglichkeiten, den Begriff Information zu definieren, die je nach Anwendungsfall mehr oder weniger sinnvoll sind.

  30. Muss mich übrigens korrigieren. Hofstadter schreibt zwar auch über Information, wenn ich mich recht erinnere, aber das Zitat lautet
    “Bedeutung ist intrinsich, wenn Intelligenz natürlich ist.”

  31. Information und Kommunikation gehören zum Wesen des Menschen, es braucht dazu keine Akademiker, das ist wahr. Aber Computer und Internet wären ohne akademische Anstrengungen nicht möglich geworden. Auch die Quantenverschränkung ist in diesem Sinn nur von akademischem Interesse.

    Wenn man eine nackte Zahl übermittelt, dann kann der Empfänger damit nichts anfangen, es ist für ihn keine Information. Erst der berühmte Kontext bzw. das Vorwissen macht aus der Nachricht eine Information. Deshalb übertragen die öffentlichen Medien ganze Informationen in Form sprachlicher Sätze als Nachrichten. Als Antwort auf eine konkrete Frage genügt es meist, eine nackte Zahl oder nur ein Wort zu übermitteln.

    Damit stellt sich die Frage welcher technische Aufwand für die Übermittlung von Nachrichten notwendig ist. Das eben ist der wesentliche Gegenstand der Informationstheorie von Shannon. Wir wissen, wie die Schnelligkeit des Internet von der Übertragungsmenge der Daten abhängig ist und wie sie sich entwickelt hat und wie sich die Glasfasertechnik auf die Anwendungen ausgewirkt hat. Letztlich ist auch die Physik “nichts anderes” als Information und Kommunikation.

    • Wenn man eine nackte Zahl übermittelt, dann kann der Empfänger damit nichts anfangen, es ist für ihn keine Information.

      Ja, ist eine mögliche Sicht, Information zu definieren, aber eben nicht die einzige.
      Im Shannonschen Informationsbegriff hat der Empfänger eine Information, auch wenn er sie vielleicht nicht nutzen kann. (Auch im Alltag würde man mMn sagen “ich habe eine Information bekommen, die ich nicht verstehe”).
      Aber wie gesagt, man kann das definieren, wie für den jeweiligen Zweck am sinnvollsten.

      Letztlich ist auch die Physik “nichts anderes” als Information und Kommunikation.

      Das widerspricht dem oben gesagten – es sei denn, Sie sind der Ansicht, Physik setze ein Bewusstsein voraus. Man kann nicht einerseits sagen “Physik ist Information” und andererseits “Information ist es erst, wen jemand es versteht”, das ist doch widersprüchlich.

  32. Wir laufen Gefahr, uns im Kreis zu drehen. Das sprachliche Verstehen einer Information ist eine Sache, die Bedeutung und der Sinn einer Information sind die andere Sache. Natürlich kann der Empfänger eine Information oder Nachricht sprachlich verstehen, ohne dass sie für ihn eine Bedeutung hat. Das ist geradezu der Normalfall bei öffentlichen Medien und ist mehr für die Psychologie von Interesse. Für Naturwissenschaft und Technik stehen die Darstellungs- und Übertragungsformen von Informationen, Daten und Signalen im Mittelpunkt. Sie selber haben die Überschrift gewählt “Quantenverschränkung und Information”.

    • Wir drehen uns bereits im Kreis, weil Sie Ihre Kriterien mMn selbst in einem Post ständig ändern aber andererseits darauf beharren, den Begriff eindeutig definieren zu wollen (oder auch nicht…)?

  33. @Martin
    Eigentlich wollte ich mich ja zurück halten, aber da die Ausführungen sich im Kreis drehen möchte ich zu: „Das widerspricht dem oben gesagten – es sei denn, Sie sind der Ansicht, Physik setze ein Bewusstsein voraus. Man kann nicht einerseits sagen “Physik ist Information” und andererseits “Information ist es erst, wen jemand es versteht”, das ist doch widersprüchlich.“ mal eine Bemerkung machen:
    Warum können nicht zwei Bewusstseinszustände gleichzeitig existieren, also Beobachter 1 und Beobachter 2? Als Beispiel möchte ich anfügen, dass ein vom Beobachter 1 als vom Menschen gespannter Gummi als Beobachter 2 in seine Ausgangslage zurück schnappt wenn Beobachter 1 es Beobachter 2 erlaubt. Ist es denn keine Physik, obwohl es ein Bewusstsein von Beobachter 1 und auch von Beobachter 2 gleichzeitig voraussetzt?

    • Verstehe das Beispiel nicht mal ansatzweise. Ein Gummi springt zurück, weil irgendwer was erlaubt?
      Natürlich kann ein physikalischer Prozess durch ein Bewusstsein ausgelöst werden und damit auch durch Informationsfluss, wenn man auf der entsprechenden Begriffsebene argumentieren möchte.
      Aber wennn man fundamental hinguckt, dann werden Muskeln aktiviert, weil sich elektrische Potentiale ändern, die führen zu einer Bewegung etc.

      Ist immer eine Frage, welche Ebene man betrachtet, auf fundamentaler physikalischer Ebene ist Bewusstsein nach allem was wir wissen irrelevant.

  34. @Martin
    Zählt denn in der Medizin die Information oder die Physik?
    https://www.focus.de/experts/herztransplantationen-nahtod-forscher-sagt-dass-mit-einem-fremden-herzen-auch-ein-neues-bewusstsein-uebertragen-wird_id_209277105.html
    „Die Medizin reduziert Bewusstsein auf das Gehirn, welches das Bewusstsein wie auch immer hervorbringen soll und in dem Bewusstsein exklusiv beheimatet ist. Nach dieser Logik erlischt das Bewusstsein, wenn das Gehirn nicht mehr funktioniert und mit ihm alle Bewusstseinsinhalte der betreffenden Person. So das gängige Narrativ. Dahinter gehört, wie man seit Langem wissen kann, ein großes Fragezeichen … Die Anhaltspunkte für die Übertragung von Bewusstseinsinhalten des Spenders auf den Empfänger sind kaum zu widerlegen. Gegen das Argument versteckter Verabredungen stellen die Autoren nämlich kategorisch fest: Die persönlichen Veränderungen bei den Empfängern gingen in jedem Fall einem Kontakt mit Familienmitgliedern oder Freunden des Spenders voraus.“

    • Sorry, aber das halte ich für Blödsinn.
      Nicht, dass es nicht möglich wäre, dass bei Transplantationen auch in irgendeiner Weise Infomartionen übertragen werden, die mit dem “Bewusstsein” zusammenhängen – die sind ja irgendwo im Körper materiell gespeichert. Aber dass das ein Argument für irgendeinen Dualismus sein soll, ist genau aus diesem Grund falsch – man kann so etwas ja eben auch materialistisch erklären. (Wenn es denn stimmt, was ich sehr stark bezweifle.)

  35. @Martin

    Erster Ansatz: https://de.wikipedia.org/wiki/Selbstorganisation
    „Die interagierenden Teilnehmer (Elemente, Systemkomponenten, Agenten) handeln nach einfachen Regeln und erschaffen dabei aus Chaos Ordnung, ohne eine Vision von der gesamten Entwicklung haben zu müssen.“
    Ist zwar noch nicht das was ich eigentlich meine, aber eine Stufe für: „Verstehe das Beispiel nicht mal ansatzweise.“

    • Nein, ich verstehe (auf Grund der mMn vermurksten Syntax) nicht, wie dein Beispiel funktionieren soll.
      Ein Mensch spannt ein Gummiband, ein anderer sagt “lass los” und das soll irgendwie zeigen, dass Information physikalisch ist oder so?

  36. @Martin
    Können wir uns in der Physik der Raumzeit auf die Möglichkeit der Nichtlinearität einigen:

    „Mehrere, viele oder sehr viele Elemente verbinden sich auf der Basis ihrer Wechselwirkungen, die meist nur zwischen den nächsten Nachbarn wirken, spontan zu Systemen mit bestimmten neuen Strukturen, Eigenschaften und Fähigkeiten. Der Grund dafür sind Rückkopplungen in den emergenten Prozessen und als deren Folge nichtlineare Abläufe und die Komplexität der Systeme.“

    oder lassen wir es so stehen und vergessen das Ganze?

    • Was hat denn das jetzt wieder mit dem Rest der Diskussion zu tun???
      Ich bitte noch einmal darum, Kommentare hier irgendwie in einen sinnvollen Zusammenhang zu stellen – ansonsten werde ich sie in Zukunft nicht freischalten.

  37. Lieber Herr Bäcker,
    wenn man die Messung von verschränkten Teilchen nicht von der Zeit her sondern über das dx betrachtet, ergibt sich dann nicht ein anderes Bild. Ich meine der Impuls ist doch eher mit dem Ort des Teilchens – dx, dy, dz – verbunden als über die Zeit?

    Beim Photon korreliert der Weg mit der Zeit – aber Korrelation bedeutet nicht immer einen kausalen Zusammenhang.

    Nehmen wir statt dt beim Impuls vielleicht lieber dx? Dann würde die Messung des Spins doch von der Orientierung und dem Ort der Messung abhängen? Beim Feynman-Pfadintegral ist auch durch das Higgsfeld beim Elektron jede Wechselwirkung auf dem Weg für den Spin doch wichtig. Angenommen der Spin liegt in jeder Richtung -dx, dy, dz am Ort der Messung schon fest. Dann misst man doch sowas wie den Weg des Elektrons in einer Ebene dx, dy oder dy,dz…im Feynman-Pfadintegral.

    Das der Zeitpunkt der Messung mit dem dx,dy, dz korreliert ergibt sich doch daraus, dass es sich Feld mit v=c bewegt und daher kann man dx in auch in dt umrechnen, wobei man hier die Kausalität halt verliert?

    Gruß, Alex

  38. Ups – jetzt war ich zu schnell.

    Ich wollte damit sagen, dass hier unter der Betrachtung, dx,dy,dz nun der Spin alleine durch die dx,dy,dz Orientierung der Messapparatur im Raum und vom Ort abhängt. Der Spin wäre hier – unter der Betrachtung – an jedem Ort bereits festgelegt und nicht in Superposition – nur wo und wie man misst wer relevant. Die Bedeutung der Gleichzeitigkeit der Messung wird hier durch v=c erklärt – weil dx mit dt durch c gut korreliert.

    • Ich verstehe kein Wort, sorry.
      Der Spin eines Elektrons ist vollkommen unabhängig von seinem Ort oder Impuls, er ist ein Extra-Freiheitsgrad, der an die orts- (oder impuls-)abhängige Wellenfunktion dranmultipliziert wird.

  39. Verständnisfrage zur Informationsübertragung zwischen Alice und Bob. Ab wo in meinen folgenden Punkten wird es falsch ? (Vielleicht hilft mir die Antwort, die Sache anhand von Widersprüchen zu verstehen…)
    1.) Eine Quelle verschränkter Photonenpaare schickt diese an 2 Orte, zu Alice und Bob. Es werden viele Paare abgesandt, z.B. 100 je Sekunde.
    2.) Beide lassen jeweils ihre Photonen auf einen Doppelspalt-Aufbau treffen. Auf den dahinter angebrachten Schirmen bilden sich nach und nach die bekannten Interferenzmuster. Alice und auch Bob versuchen NICHT, herauszufinden, durch welchen der beiden Spalte ihrer Aufbauten die Photonen flogen.
    3.) Nun ersetzt Alice die beiden Spalte ihres Aufbaus durch Photomultiplier, um die Ortsinformation zu gewinnen. Damit verlieren “ihre” Photonen selbstverständlich die Fähigkeit zur Interferenz.
    4.) Weil die bei Alice und bei Bob jeweils paarweise eintreffenden Photonen verschränkt sind, müssen auch die bei Bob ankommenden Photonen wegen ihrer indirekt durch Alice ermittelten Ortsinformation ihre Fähigkeit verlieren, in Bobs Doppelspaltaufbau ein Interferenzmuster zu erzeugen.
    5.) Wenn Alice ab und zu (z.B. 1x je Stunde) ihren Aufbau zwischen Doppelspalt und Ortsbestimmung wechselt, kann sie bei Bob ein langsames Aufbauen bzw. Verschwinden des Interferenzmusters verursachen. Somit hätte sie Information zu Bob übertragen.
    Wer kann mir anschaulich erklären, in welchem der Schritte 1 bis 5 mein Denkfehler liegt ? Danke schon einmal !

    • Das wird ausführlich z.B. in Zeilingers Buch “Einsteins Schleier” erklärt, detailliert ist es hier erklärt:
      https://pubs.aip.org/physicstoday/article-abstract/46/8/22/407733
      Wenn ich mich recht entsinne, ist Annahme 2 bereits falsch. Auf den Schirmen bilden sich keine Interferenzmuster, wenn es verschränkte Photonen sind, sondern die “klassische” Glockenkurve. Das genaue Ergebnis hängt aber davon ab, wie breit die Quelleist, die die Photonen aussendet. Das paper (oder Zeilingers Buch) erklärt das im Detail, ich hoffe, das hilft weiter.

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