Interdisziplinärer Zugang zu den Grundlagen der Quantentheorie

Lehrveranstaltung 3233 L 526 im Wintersemester 2018/19

Dozent: Prof. Dr. Eberhard E. Müller
eberhard.mueller@campus.tu-berlin.de [1]

Vorlesung:
Mi 18-20
Ort: EW 201

Die Vorlesung richtet sich an Studierende aller Fachbereiche und interessierte Gäste.
3 ECTS-Punkte können durch Teilnahme an dieser Vorlesung erworben werden.

Die Quantentheorie ist die physikalische Grundlagentheorie, die alles materielle Geschehen beschreibt. Sie entstand zwischen 1900 und 1925 und erschütterte mit ihrem revolutionären Ansatz das Denken der klassischen, Newtonschen Physik. An ein und demselben physikalischen Objekt, beispielsweise bei Photonen und Elektronen treten sowohl Korpuskeleigenschaften als auch Welleeigenschaften auf. Die Entweder-Oder-Logik der klassischen Physik musste durch eine Sowohl-Als-Auch-Logik abgelöst werden. Diese Quantenlogik erfordert einen anderen mathematischen Rahmen als die klassische Physik. Eine Interpretation der Quantentheorie muss mit dem tradierten anschaulichen Verständnis der klassischen Physik brechen. Allerdings gibt es bis heute keinen Konsens über eine geeignete Interpretation.

Diese Einführungsvorlesung wird die Konzepte der Quantentheorie vorstellen und sich dabei an der historischen Entwicklung der Theorie orientieren. Der grundlegende Unterschied zur Newtonschen Physik wird herausgearbeitet. Vergleichbar revolutionäre Entwicklungen in den Geisteswissenschaften und in der Kunst zwischen 1900 und 1925 sollen schlaglichtartig beleuchtet werden. Dabei geht es um den Versuch, mittels einer interdisziplinären Zugangsweise der Quantentheorie einen kulturellen Ort zu verschaffen.

Gliederung der Vorlesung WS 2018/19

  1.  Einführung, Motivation, Überblick

  2.  Klassisches Teilchenbild: Charakteristika der Newtonschen Mechanik

  3.  Klassisches Wellenbild: Maxwell-Gleichungen des elektromagnetischen Felds

  4.  Ausgewähltes zur Thermodynamik

  5.  Beginn der Quantentheorie: Historischer Zugang

  6.  Fundamentale Krise der Physik

  7.  Neue mathematische Werkzeuge unterstützen die Entwicklung der Quantentheorie

  8.  Grundstruktur der Quantentheorie

  9.  Zur Interpretation der Quantentheorie: Kopenhagener Interpretation,

        konstruktivistische Interpretation

10.  Exemplarische Folgerungen von Quantenkorrelationen

11.  Die Atombombe als ethische, politische und wissenschaftliche Herausforderung

12.  Interdisziplinäre Perspektiven

13.  Digitale Herausforderung: Algorithmen, Macht und das Selbstverständnis des Menschen

Die Vorlesungsfolien finden Sie hier:

• Werner Heisenberg: Der Teil und das Ganze. dtv, München, 1973.
• Paul Arthur Schilpp (Hrsg.): Albert Einstein als Philosoph und Naturforscher. Vieweg, Braunschweig, 1983
• Ernst Peter Fischer: Der Physiker Max Planck und das Zerfallen der Welt. Pantheon-Verlag, 2010.