“What is relational is real, and what is real is relational”: an ontological assessment of Relational Quantum Mechanics

Seit über einem Jahrhundert ringen Physiker mit einer seltsamen Wahrheit über das Universum: Die Welt verhält sich nicht so, wie es unsere alltägliche Erfahrung vermuten ließe. In der vertrauten Welt von Tischen, Stühlen und Planeten existieren Objekte mit festen Eigenschaften, unabhängig davon, ob jemand sie beobachtet oder nicht. Ein Baum, der in einem Wald umfällt, macht ein Geräusch, ungeachtet eines Zuhörers. Doch in der mikroskopischen Welt der Atome und Elektronen bricht dieser gesunde Menschenverstand zusammen. Das Verhalten dieser winzigen Teilchen scheint gänzlich davon abzuhängen, wie sie gemessen oder beobachtet werden. Dies hat zu einer langjährigen Debatte darüber geführt, was eigentlich real ist. Besteht das Universum aus soliden, unabhängigen Dingen, die lediglich miteinander interagieren, oder ist die Realität selbst aus etwas Fluidemem gemacht? Eine prominente Sichtweise, bekannt als Relationale Quantenmechanik, schlägt vor, dass Letzteres der Fall ist. Sie besagt, dass Eigenschaften wie Position oder Geschwindigkeit nicht isoliert zu einem Objekt gehören; sie existieren nur, wenn dieses Objekt mit etwas anderem interagiert. Diese Idee stellt den tief verwurzelten Glauben in Frage, dass es eine einzige, absolute Beschreibung des Universums gibt, die unabhängig von einem Beobachter existiert.

Ein neues Paper von Juan Vila, einem Forscher an der Nationalen Universität von Tres de Febrero, untersucht diese relationale Sichtweise genau, um zu sehen, ob sie als ernsthafte Beschreibung der Realität bestehen kann. Das Paper schlägt kein neues Experiment und keine neue Gleichung vor. Stattdessen fungiert es als philosophische Landkarte, die die logischen Konsequenzen der relationalen Idee nachzeichnet, um zu sehen, wohin sie führt und wo sie ins Straucheln geraten könnte. Der Autor beginnt mit der Rekonstruktion des Kernarguments des Begründers dieser Theorie, Carlo Rovelli. Das Argument beginnt mit einer einfachen, aber radikalen Beobachtung: In der Quantenmechanik können zwei verschiedene Beobachter exakt dieselbe Abfolge von Ereignissen auf völlig unterschiedliche Weise beschreiben, und beide Beschreibungen können korrekt sein. Ein Beobachter sieht vielleicht ein Teilchen, das an einem bestimmten Ort gelandet ist, während ein zweiter Beobachter, der sowohl den ersten Beobachter als auch das Teilchen gemeinsam betrachtet, beide in einem unbestimmten, vagen Zustand sieht. Die Theorie löst dies dadurch auf, dass es keine einzelne „Gottesaugen-Perspektive“ des Universums gibt. Stattdessen ist die Realität eine Sammlung von Perspektiven. Ein System befindet sich nur in einem spezifischen Zustand relativ zu einem anderen System, mit dem es interagiert.

Das Paper befasst sich dann mit einer wesentlichen Kritik, die oft an dieser Sichtweise geübt wird: Dass, wenn die Realität davon abhängt, wer hinsieht, nichts wirklich real ist und wir in einem verwirrenden Chaos zurückbleiben, in dem alles möglich ist. Vila argumenteert, dass diese Kritik die Theorie missversteht. Die relationale Sichtweise besagt nicht, dass die Realität ein Hirngespinst der menschlichen Vorstellungskraft ist oder sich basierend auf unseren Überzeugungen ändert. Sie besagt, dass die Realität aus physischen Interaktionen besteht. Genau wie ein Thermometer nur deshalb eine Temperatur besitzt, weil es mit der Luft oder dem Wasser in Kontakt steht, das es misst, besitzt ein Teilchen nur deshalb einen Zustand, weil es mit einem anderen System in Kontakt steht. Der Autor verteidt die Idee, dass dies immer noch eine Form des Realismus ist, wenn auch ein schwächerer als der traditionelle. Er akzeptiert, dass die Welt außerhalb unseres Geistes existiert, lehnt aber die Vorstellung ab, dass die Welt aus permanenten, unveränderlichen „Dingen“ besteht, die ihre eigenen privaten Eigenschaften in sich tragen.

Dennoch stellt das Paper fest, dass selbst diese relationale Sichtweise noch nicht vollständig aus der alten Gewohnheit entkommen ist, in Begriffen fester Objekte zu denken. Der Autor untersucht drei verschiedene Wege, wie Philosophen versucht haben, die Grundbausteine dieser relationalen Welt zu erklären. Eine Gruppe schlägt vor, dass die Bausteine „Dispositionen“ sind, also verborgene Potenziale, die darauf warten, zu geschehen. Eine andere Gruppe schlag vor, dass die Bausteine „Strukturen“ sind, die gleich bleiben, auch wenn sich die Sichtweise ändert. Eine dritte Gruppe schlägt vor, dass die Bausteine „transzendentale Bedingungen“ sind, also Regeln darüber, wie wir über die Welt nachdenken können. Vila argumentiert, dass alle drei Ansätze scheitern, weil sie immer noch versuchen, ein festes, unveränderliches Fundament unter den relationalen Strukturen zu finden. Sie versuchen, einen Boden unter ein Haus zu legen, das vollständig aus Brücken gebaut ist. Sie suchen nach einem „Ding“, das vor der Interaktion existiert, was den Kern der Theorie widerspricht.

Um dies zu lösen, schlägt das Paper einen neuen Weg vor, um zu verstehen, was ein „System“ tatsächlich ist. Anstatt ein Teilchen als einen winzigen, soliden Ball zu imaginieren, der für sich allein existiert, schlägt der Autor vor, es als ein „Muster“ zu betrachten. Diese Idee stützt sich auf die Arbeit des Philosophen Daniel Dennett. Ein Muster ist nicht auf die gleiche Weise ein physisches Objekt wie ein Stein; es ist eine Regelmäßigkeit, eine Wiederholung oder eine Ordnung, die in einem Strom von Ereignissen erscheint. Man denke an eine Serie von Punkten auf einem Bildschirm. Wenn die Punkte in einem perfekten, sich wiederholenden Gitter angeordnet sind, sehen wir ein Muster. Wenn die Punkte zufällig ohne Ordnung verstreut sind, sehen wir Rauschen. Das Paper argumentiert, dass ein physikalisches System, wie etwa ein Elektron, nur dann real ist, wenn es ein erkennbares, komprimierbares Muster von Ereignissen bildet. Es ist die Ordnung selbst, die real ist, nicht das zugrunde liegende „Ding“, das angeblich die Ordnung hält. Dies erlaubt es der Theorie, radikal zu bleiben: Es gibt keine permanenten Substanzen. Es gibt nur Ereignisse, und wenn diese Ereignisse in einer spezifischen, gesetzmäßigen Weise wiederkehren, erzeugen sie die Illusion eines stabilen Objekts.

Das Paper kommt zu dem Schluss, dass dieser Perspektivwechsel notwendig ist, um die Quantenwelt begreifbar zu machen, ohne in alte Gewohnheiten zurückzufallen. Es legt nahe, dass das Universum keine Sammlung von Akteuren auf einer Bühne ist, sondern ein kontinuierlicher Fluss von Interaktionen. Die „Dinge“, die wir sehen, von Atomen bis hin zu Katzen, sind lediglich stabile Muster, die aus diesem Fluss hervorgehen. Wenn wir die Welt betrachten, sehen wir keine unabhängigen Objekte; wir sehen die Regelmäßigkeiten, die entstehen, wenn verschiedene Teile des Universums interagieren. Der Autor räumt ein, dass dies eine schwierige Idee zu akzeptieren ist, da unser Gehirn darauf programmiert ist, feste Dinge zu sehen. Wir sind es gewohnt, die Welt als bestehend aus Substantiven zu denken – Objekten, Teilchen, Menschen – statt aus Verben, Interaktionen und Ereignissen. Aber das Paper beharrt darauf, dass wir, wenn wir das Universum so verstehen wollen, wie die Quantenmechanik es beschreibt, bereit sein müssen, die Idee permanenter Dinge loszulassen und eine Welt zu akzeptieren, die fundamental relational ist. Die Festigkeit der Welt ist keine Gegebenheit; sie ist ein Muster, das aus dem ständigen, dynamischen Tanz physischer Interaktionen hervorgeht.