Geist und Materie: Von den Dilemmas der Quantenmechanik bis zu Einsteins Theorie aller Dinge

(Minghui.org) Die empirische Wissenschaft gründet auf dem Materialismus, der davon ausgeht, dass Materie das Grundlegende ist und dass der Geist ohne Wechselwirkung mit der Materie nicht existieren kann. Viele wissenschaftliche Entdeckungen, insbesondere auf dem Gebiet der Quantenmechanik, haben jedoch darauf hingewiesen, dass der Geist eine der Realitäten erster Ordnung sein könnte, die die Materie bestimmen.

Beobachtereffekt: Leben in einer unsicheren Welt

Der Beobachtereffekt in der Quantenmechanik besagt, dass die Beobachtung eines Quantenphänomens das gemessene Ergebnis eines Experiments verändern kann. Dies hat den Materialismus lange herausgefordert. Man sieht dies sehr deutlich am Beispiel des Doppelspaltexperiments, das selbst große Wissenschaftler wie Albert Einstein verblüffte. Es gibt noch weitere Experimente, die bis heute ein Rätsel bleiben.

Der britische Wissenschaftler Thomas Young führte 1801 das erste Doppelspaltexperiment durch. Er schickte einen Lichtstrahl auf eine Platte mit zwei parallelen Schlitzen, hinter der sich ein Schirm befand. Die Lichtwelle, welche durch die Schlitze hindurchging, spaltete sich in zwei neue Wellen auf, die dann untereinander in Wechselwirkung traten. Wenn der Wellenberg einer Lichtwelle auf den Wellenberg der anderen Lichtwelle traf, verstärkten sie sich gegenseitig und ergaben ein helleres Licht. Wenn der Wellenberg einer Welle auf das Wellental einer anderen Welle traf, löschten sie sich gegenseitig aus. Somit entstand ein interessantes Interferenzmuster. Der Betrachter konnte dann abwechselnd helle und dunkle Streifen auf dem Bildschirm sehen. Sir Isaac Newton war davon ausgegangen, dass Licht nur aus Teilchen besteht. Youngs Experiment zeigte jedoch, dass sich Licht eher wie eine Welle verhält.

Ein Doppelspalt-Experiment

Bei späteren Experimenten dieser Art wurden atomare Teilchen (Elektronen, Protonen, Atome, Photonen usw.) anstelle von Licht auf einen Doppelspalt geschossen. Auch dabei wurden die abwechselnd hellen und dunklen Streifen weiterhin beobachtet. Dieses Ergebnis verwirrte die Wissenschaftler, da die abgegebenen Objekte nach damaliger Ansicht alles Teilchen waren und keine abwechselnd hellen und dunklen Streifen wie bei Lichtwellen hätten erzeugen sollen.

Einige Wissenschaftler glaubten, dass auch klassische Teilchen wie Elektronen Wellencharakter besäßen, sodass sie (genau wie eine Lichtwelle) in den Experimenten gegenseitig in Wechselwirkung träten. 1905 veröffentlichte Einstein mehrere Arbeiten, um diesen Effekt zu diskutieren. Dafür erhielt er den Nobelpreis und legte den Grundstein für den Welle-Teilchen-Dualismus in der Quantenmechanik. Das heißt, die „klassischen Teilchen“ besitzen sowohl die Eigenschaften von Teilchen als auch die von Wellen.

Diese Dualität wurde in weiteren Experimenten demonstriert. Stellen wir uns dazu einmal vor, Elektronen (oder Photonen) würden nacheinander auf die Schlitze geschossen (sodass sie keine Chance hätten, sich gegenseitig zu stören). In dem Fall besteht die Frage, ob dann auf dem Schirm ein Bild wie bei klassischen Teilchen entsteht oder ob der Beobachter wieder abwechselnd helle und dunkle Streifen sieht. Zahlreiche Experimente zeigten Letzteres – selbst ein einzelnes Elektron würde sich selbst stören und abwechselnd helle und dunkle Streifen erzeugen. Das kann einen verwirren: Wie kann denn ein einzelnes Elektron wissen, welchen Weg es einschlagen soll, sodass am Ende abwechselnd helle und dunkle Streifen entstehen? Dazu kommt noch, dass ein Elektron beide Spalte gleichzeitig zu durchqueren scheint und auf der anderen Seite wieder zu einem verschmilzt, worin sich der Welle-Teilchen-Dualismus zeigt.

Diesbezüglich gab es noch weitere Experimente. Ein Metalldetektor wurde an den Schlitzen platziert und das Muster auf dem Bildschirm dann in das Muster von zwei Streifen umgewandelt (anstelle von abwechselnd hellen und dunklen Streifen). Das Interferenzmuster verschwand, als wüssten die Teilchen, dass sie beobachtet würden, sodass sie sich dafür entschieden, beim Durchqueren der Schlitze nicht „erwischt“ zu werden. Dieses Phänomen ist in der Wissenschaft unter dem Namen „Beobachtereffekt“ bekannt: Wenn ein Teilchen beobachtet wird, verändert sich sein Verhalten dramatisch.

Durch das Doppelspalt-Experiment nahm die Quantenphysik, welche das Verhalten von Materie und Licht auf atomarer Ebene untersucht, erst so richtig Fahrt auf, weil man den Beobachtereffekt verstehen wollte. Wissenschaftler wie Niels Bohr aus Kopenhagen postulierten, dass die Quantenmechanik an sich indeterministisch sei, eine Ansicht, die als Kopenhagener Interpretation in die Lehrbücher eingegangen ist.

Der Physiker Brian Greene schrieb in seinem Buch The Hidden Reality: „Der Standardansatz in der Quantenmechanik, der von Bohr und seiner Gruppe entwickelt und ihnen zu Ehren Kopenhagener Interpretation genannt wird, sieht vor, dass immer dann, wenn man versucht, eine Wahrscheinlichkeitswelle zu sehen, dies vereitelt wird.“

Erwin Schrödinger definierte die Quantenwellenfunktion, um die Bewegung aller Materie in Form einer Reihe von Wahrscheinlichkeiten zu beschreiben. Mit anderen Worten, alle physikalischen Größen befinden sich mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit in einem bestimmten Quantenzustand. Wir wissen jedoch nicht, in welchem Zustand sich die physikalischen Größen gerade befinden. Die physikalische Realität kann nur durch einen Wahrscheinlichkeitsraum beschrieben werden, bis eine Beobachtung dann tatsächlich stattfindet und sich die physikalische Größe realisiert.

Um seine Überlegungen zu veranschaulichen, machte Schrödinger ein Gedankenexperiment, das auch als Schrödingers Katze bekannt ist. Eine hypothetische Katze wird in eine hypothetische Kiste gelegt und ihr Schicksal wird von einem kleinen Fläschchen mit tödlicher Blausäure bestimmt, welches vom Quantenzustand eines subatomaren Teilchens gesteuert wird. Wenn das subatomare Teilchen zerfällt, wird die Säure die Katze töten. Wenn das Partikel nicht zerfällt, bleibt die Säure im Fläschchen und die Katze wird überleben. Der Quantenmechanik zufolge ist die Katze, wenn man noch nicht in die Kiste geschaut hat, sowohl lebendig als auch tot, weil sich das Teilchen in einem Zustand befindet, in dem es sowohl zerfallen als auch nicht zerfallen ist. In Wirklichkeit ist das Schicksal der Katze - ob sie lebt oder stirbt - besiegelt, sobald wir die Kiste öffnen und sie beobachten. Dieses Gedankenexperiment deutet darauf hin, dass sich Objekte in der Quantenwelt in einem unsicheren Zustand (einem möglichen Zustand) befinden, bis ein Beobachter den Zustand fixiert.

Quantenverschränkung

Aufgrund des Paradoxons von Schrödingers Katze (deren Schicksal gemäß der Quantenphysik erst dann feststeht, wenn ein Beobachter die Kiste öffnet) führten Bohr und Einstein zahlreiche Streitgespräche zu diesem Thema. Diese erregten große Aufmerksamkeit, weil es sich um grundsätzliche Fragen unserer Existenz handelte.

Nachdem Max Planck das Quantum (h) entdeckt hatte, proklamierte Einstein 1905, dass Licht aus Photonen bestehe. Bohr lehnte die Theorie ab, 1922 wurde sie jedoch bewiesen und wird heute von der wissenschaftlichen Gemeinschaft weithin akzeptiert. Als die Unschärferelation Einzug in die Quantenmechanik hielt und zunehmend akzeptiert wurde, machte Einstein sich Sorgen, weil die Zufälligkeit die bis dato angenommene Kausalität (die grundlegende Ursache-Wirkung-Beziehung) verletzte. Wir haben vielleicht nicht alle Informationen darüber, wie die Dinge funktionieren, aber alles hat seinen Grund. „Die Quantenmechanik kann einen sicherlich beeindrucken. Aber eine innere Stimme sagt mir, dass es noch nicht das Richtige ist“, schrieb Einstein 1926. „Ich bin jedenfalls überzeugt, dass Er [Gott] nicht würfelt.“

Nichtsdestotrotz akzeptierten die meisten Wissenschaftler die Kopenhagener Interpretation von Bohr und die Debatten gingen weiter. 1935 veröffentlichten Einstein, Boris Podolsky und Nathan Rosen eine Arbeit mit dem Titel „Kann die quantenmechanische Beschreibung der physikalischen Realität als vollständig angesehen werden?“ Sie kamen zu dem Schluss, dass die Beschreibung der physikalischen Realität mit quantenmechanischen Wahrscheinlichkeiten unvollständig ist. Sie postulierten das Konzept der Lokalität, was bedeutet, dass physikalische Prozesse (oder Ereignisse), die an einem Ort auftreten, nicht sofort ein anderes Ereignis an einem weit entfernten Ort beeinflussen sollten. Das Lokalitätskonzept scheint intuitiv richtig zu sein, aber gemäß der Quantenphysik beeinflussen sich zwei subatomare Teilchen sofort gegenseitig, selbst wenn sie Lichtjahre voneinander entfernt sind. Einstein hielt eine solche Interaktion für unvorstellbar und nannte sie „spukhafte Fernwirkung“.

Im Jahr 1949 zeigten Forscher der Columbia University jedoch, dass zwei Teilchen über eine große Entfernung interagieren können. 1998 führten der Physiker Nicolas Gisin und Kollegen an der Universität Genf in der Schweiz ein Experiment durch und zeigten, dass zwei Photonen in einem Abstand von 18 Kilometern Informationen mit einer Geschwindigkeit austauschen können, die mindestens 10.000-mal schneller ist als Lichtgeschwindigkeit. Sobald ein Photon seine Eigenschaft änderte, passte sich das andere Photon fast augenblicklich an, als ob ein imaginäres Wesen beiden ein Zeichen gegeben hätte, sich zu verändern. Wie die beiden Photonen miteinander interagieren, bleibt ein Rätsel. 

Auf der Suche nach der Wahrheit

Einstein wollte der Wahrheit trotz der Erkenntnisse, die die Quantenverschränkung unterstützen, immer noch auf die Spur kommen. Mit seinem photoelektrischen Effekt über die spezielle Relativitätstheorie bis hin zur allgemeinen Relativitätstheorie wollte er der Menschheit helfen, die Welt zu verstehen. Er zeigte, dass Zeit relativ ist und dass Schwerkraft durch die Krümmung von Zeit und Raum verursacht wird. Angesichts der Schwachstellen der Quantenmechanik arbeitete er an einer Fragstellung, welche später als seine Theorie aller Dinge bekannt wurde, um die allgemeine Relativitätstheorie zu erweitern und die bekannten Kräfte im Universum zu vereinen. „Früher hat man geglaubt, wenn alle Dinge aus der Welt verschwinden, so bleiben noch Raum und Zeit übrig; nach der Relativitätstheorie verschwinden aber Zeit und Raum mit den Dingen“, sagte Einstein 1924 einem Reporter in New York.

Ein BBC-Artikel mit dem Titel „Einsteins unvollendete Symphonie“ wies darauf hin, dass „Einsteins Arbeit von der Idee gestützt wurde, dass die Gesetze der Physik ein Ausdruck des Göttlichen sind“.

„Mit seiner Theorie aller Dinge, so hoffte Einstein, würde er die Physik vom Zufallsprinzip der Quantenmechanik befreien und zeigen, dass die Welt vorhersagbar ist – beschrieben durch schöne, elegante Mathematik. Er glaubte auch, dass Gott die Veränderungen im Universum erschaffen würde, heißt es in dem Artikel. „Einstein wollte zeigen, dass die Art und Weise, wie die Anhänger der Quantenmechanik die Welt interpretierten, einfach falsch war. An diesem Projekt arbeitete er die nächsten 30 Jahre, bis zu seinem Lebensende.“

Die Arbeit wurde nie beendet. In jungen Jahren sagte Einstein einmal: „Ich interessiere mich nicht für dieses oder jenes Phänomen. Ich möchte Gottes Gedanken kennen – der Rest sind nur Details.“ Aber das blieb nur ein Wunsch. „Als er dort im Princeton Hospital im Sterben lag, muss er verstanden haben, dass Gott diese Geheimnisse für sich behalten wollte“, heißt es weiter in dem BBC-Artikel.

Im Mai 1955, einen Monat nach Einsteins Tod, veröffentlichte das Life Magazine ein Interview mit ihm, das einige Monate zuvor geführt worden war. Darin äußerte Einstein: „Sie wissen, dass sie [Gottes Gedanken] wahr sind, aber Sie könnten ein ganzes Leben verbringen, ohne sie beweisen zu können. Der Verstand kann nur bis zu einem gewissen Grad an dem festhalten, was er weiß und beweisen kann ... Es kommt der Moment, an dem der Verstand einen Sprung macht – nennen Sie es Intuition oder wie Sie wollen – und auf eine höhere Ebene der Erkenntnis gelangt, aber niemals kann er beweisen, wie er darauf gekommen ist. Bei allen großen Entdeckungen fand ein solcher Sprung statt.“

Geist und Materie

Die Bemühungen der Wissenschaftler, die Menschheit und die Welt zu verstehen, setzten sich in anderen Bereichen der Quantenwissenschaft fort. „Jüngste Beweise für eine signifikante Quantenkohärenz in warmen biologischen Systemen, skalenfreie Dynamik und Gehirnaktivität am Ende des Lebens unterstützen die Vorstellung eines quantenbasierten Bewusstseins, die möglicherweise unabhängig von der Biologie in verschiedenen Ebenen der Raumzeitgeometrie existieren könnte“, schrieb Stuart Hameroff von der University of Arizona in einer 2012 erschienenen Publikation „Exploring Frontiers of the Mind-Brain Relationship“ (Die Grenzen der Beziehung zwischen Geist und Gehirn erforschen).

Neben der Kopenhagener Interpretation kann das Doppelspaltexperiment auch mit dem Ansatz der vielen Welten erklärt werden. Robert Lanza von der Wake Forest University School of Medicine in North Carolina sagte, dass sich Teilchen in der Quantenphysik in einem nicht definierten Zustand befinden, weil sie gleichzeitig in verschiedenen Universen existieren. Wenn wir sterben, wird unser Leben zu einer „immerwährenden Blume, die im Multiversum zum Blühen zurückkehrt. Die Welt scheint für das Leben geschaffen worden zu sein. Das zeigt sich nicht nur auf atomarer Ebene, sondern auch auf der Ebene des Universums. Wissenschaftler haben entdeckt, dass das Universum eine lange Liste von Eigenschaften hat und Bestandteile – von Atomen bis zu Sternen –, die wie maßgeschneidert für uns sind.“ So schrieb er in „Biocentrism: How Life and Consciousness are the Keys to Understanding the True Nature of the Universe“  (Biozentrismus: Leben und Bewusstsein sind der Schlüssel zum Verständnis der wahren Natur des Universums): „Die Tatsache, dass im Kosmos alles genau ausgewogen ist und er wie für das Leben geschaffen zu sein scheint, ist nur eine unausweichliche wissenschaftliche Beobachtung – keine Erklärung dafür.“

Höhere Ebenen

Laut Bibel hat Gott die Welt erschaffen. In der chinesischen Kultur soll Pan Gu den Himmel und die Erde erschaffen haben, während Nüwa die Menschen gemacht hat. Diese spirituellen Geschichten erinnern die Menschen an unsere Verbindung mit dem Göttlichen und raten den Menschen, sich zu verbessern und in den Himmel zurückzukehren.

Auch in der Neuzeit sind verschiedene Qigong, übernatürliche Phänomene und Nahtoderfahrungen aufgetaucht, welche die Menschen wieder mit dieser Tradition verbinden. Die oben beschriebenen Studien zum menschlichen Geist sowie psychologische und soziologische Studien betonen ebenfalls die Bedeutung positiver Verhaltensweisen wie Freundlichkeit. Beispielsweise wurde laut einem PLoS Med-Artikel aus dem Jahr 2010 mit dem Titel „Social relationships and mortality risk: a meta-analytic review“ (Soziale Beziehungen und Sterblichkeitsrisiko: eine metaanalytische Betrachtung) eine 50 prozentige Steigerung der Überlebensrate bei Teilnehmern mit starken sozialen Beziehungen beobachtet. In ähnlicher Weise hatten diejenigen, die sowohl andere unterstützten als auch selbst unterstützt wurden, ein geringeres Sterberisiko als diejenigen, die nur unterstützt wurden, so der Psychological and Cognitive Sciences-Artikel aus dem Jahr 2021 mit dem Titel „The balance of giving versus receiving social support and all-cause mortality in a US national sample“ (Das Gleichgewicht zwischen Geben und Nehmen im sozialen Kontext: Eine Untersuchung an Probanden aus den ganzen USA).

All dies steht im Einklang mit dem alten chinesischen Glauben an die Harmonie von Himmel, Erde und Menschheit. „Wenn ein Mensch von aufrichtigem Qi (Energie) erfüllt ist, kann nichts Böses eindringen“, meint das klassische chinesische Medizinbuch Huangdi Neijing (Die Innere Alchemie des Gelben Kaisers) dazu. Dies stimmt mit dem chinesischen Sprichwort überein, dass „Gutes mit Gutem belohnt und Böses mit Bösem vergolten wird“.

Ein Weckruf

Obwohl die Kommunistische Partei Chinas die traditionelle chinesische Kultur seit ihrer Machtübernahme im Jahr 1949 fast zerstört hat, wurde die tausende Jahre alte Kultur dennoch von den Falun-Dafa-Praktizierenden zu neuem Leben erweckt und bewahrt. Falun Dafa ist ein Meditationssystem, das auf den Prinzipien Wahrhaftigkeit, Güte und Nachsicht beruht.

Herr Li Hongzhi, der Begründer von Falun Dafa, hat dazu vor Kurzem Folgendes veröffentlicht:

„Beim Tod eines Menschen ist nur sein Körper auf der Oberfläche gealtert und verfallen. Doch sein Urgeist (sein wahres Selbst ist nicht gestorben) wird im nächsten Leben reinkarnieren.“ (Warum gibt es die Menschheit, 20.01.2023)

Weiter sagt er:

„Wenn ein Mensch trotz dieser schwierigen Umgebung gütige Gedanken bewahren kann, wenn er sich gegen den Ansturm der modernen Anschauungen behaupten und an traditionellen Werten festhalten kann, wenn er angesichts der aggressiven Wirkung des Atheismus und der Evolutionstheorie noch an das Göttliche glaubt, dann wird dieser Mensch gerettet. Er wird das Ziel erreichen und in den Himmel zurückkehren.“ (ebenda)

Von der Quantenmechanik bis zur Psychologie, von der Antike bis in die Gegenwart haben Menschen nach Antworten auf Fragen gesucht wie „Wer sind wir und wohin gehen wir?“ Ich hoffe, dieser Artikel kann bei der Beantwortung dieser Fragen helfen.