Yuri I. Ozhigov ist Professor, Lehrstuhl für Quanteninformatik, Fakultät VMK, Staatliche Universität Moskau und Autor der Konstruktiven Physik. Professor Ozhigov hat sich neben anderen Forschern wie Pavel V. Kurakin oder George Malinetskii als einer der Hauptakteure einer entscheidenden Erneuerung der theoretischen Physik im postsowjetischen Russland etabliert.
Abgesehen davon, dass er die traditionelle Mathematik durch Computermodelle ersetzt, schlägt Ozhigov vor, das, was er als „kollektives Verhalten“ von Teilchen bezeichnet (und nicht das angeblich isolierte Verhalten von einzelnen Teilchen, die unbeobachtet bleiben), zu berücksichtigen. Er wird von dem Wissenschaftsjournalisten Grégoire Canlorbe interviewt.
Grégoire Canlorbe: Ihre theoretischen Erkenntnisse in der Quantenphysik sind sowohl im Lichte des konstruktiven Bereichs der Mathematik als auch im Lichte dessen, was Sie „die Methode des kollektiven Verhaltens“ nennen, entstanden. Wie fassen Sie Ihre Vision zusammen – und was sie diesen beiden Einflüssen verdankt?
Yuri I. Ozhigov: Die Analyse von Infinitesimalen ist die „heilige Kuh“ der Naturwissenschaft. Sie funktioniert gut, aber nur, wenn die Teilchen in dem einen oder anderen Sinne identisch sind. Das ist die Grundlage für die moderne Instrumentation. Aber in einem Lebewesen sind alle Teilchen unterschiedlich. Man kann die Nukleotidbasen in einem DNA-Molekül nicht neu anordnen. Das Leben lässt sich nicht mathematisch analysieren, hier brauchen wir einen Quantencomputer. Aber selbst bei der Schaffung dieses noch nie dagewesenen Geräts haben die traditionellen Analysemethoden der Physik versagt. Die konstruktive Mathematik ist eine echte Alternative zur Analyse. Darin kommt der Fixierung des Auflösungskorns eine besondere Bedeutung zu, und die Algorithmen rücken in den Vordergrund.
Diese Sichtweise wird von der Mehrheit nicht geteilt, aber sie entspricht viel mehr der Realität als der traditionelle analytische Ansatz. Das Verhalten der Luft in dem Raum, in dem man sitzt, befolgt genau genommen nicht die Navier-Stokes-Gleichung, weil man den räumlichen Schritt nicht auf Null richten kann: Wenn er kleiner als ein Nanometer wird, wird es unmöglich sein, die Luftdichte oder den Luftimpuls an einem Punkt zu bestimmen, weil ein solcher Würfel entweder ein Molekül bekommt oder gar nichts. Hier brauchen wir eine Methode, die ich konventionell kollektives Verhalten genannt habe. In einer normalen Situation mit Luft in einem Raum kann man das ignorieren, aber wenn es nicht um Luft, sondern um ein Bakterium geht, ist es unmöglich, die Unbeständigkeit der Welt zu ignorieren.
Grégoire Canlorbe: Die Gesetze des Kosmos, von den Gesetzen der Anziehung und der Abwehr unter den Quarks bis hin zu den Gesetzen der Gravitation der Himmelskörper und der Krümmung der Raumzeit, können ein Motiv für Verwunderung sein, ebenso wie sie eine Quelle der Angst sein können… nämlich wenn es darum geht, zu wissen, ob diese Gesetze für immer gelten werden oder nicht (stattdessen soll der Mond über Nacht aufhören, auf die Erde zu fallen und sich im Weltraum fortzubewegen). Wie gehen Sie im Rahmen der konstruktiven Physik an diese Frage heran?
Yuri I. Ozhigov: Das ist eine schwierige Frage, und ich habe nicht dieselbe kurze Antwort. Das Problem der Skalierung – von den Quarks zu den Sternen – wurde noch nicht gelöst, und wir können nicht sicher sein, wie sich die Quarks verhalten, die niemand in freier Form beobachtet hat, oder was selbst unter unseren Füßen in 2.000 Kilometern Tiefe geschieht, ganz zu schweigen von weit entfernten Galaxien. Ich denke, wir sollten die Welt aus dem Blickwinkel unserer Biologie betrachten. Es gibt noch keine Anzeichen für eine Veränderung der Ordnung im Sonnensystem, aber selbst wenn diese morgen erscheinen, können wir nichts dagegen tun. Am besten ist es, in Anlehnung an Konstantin Ziolkowski (Steven Hawking wiederholte seine Idee) zu versuchen, das Problem der teilweisen Verlagerung auf andere Planeten zu lösen, was ebenfalls sehr schwierig ist, falls überhaupt möglich.
Grégoire Canlorbe: Angesichts der Unmöglichkeit einer direkten Simulation des Lebens durch klassische Computer, die aus Transistoren bestehen, haben Sie sich mit der Modellierung und Förderung eines „biologischen Quantencomputers“ beschäftigt, der sich von Feynmans Modell eines Quantencomputers unterscheidet. Könnten Sie uns mehr über Ihren Ansatz erzählen?
Yuri I. Ozhigov: Vor zwanzig Jahren hielten die meisten Leute den Quantencomputer für ein komplexes Gerät, das eines Tages auf unseren Schreibtischen erscheinen sollte. Die Zeit hat den Trugschluss dieser Ansicht gezeigt. Geräte, die in verschiedenen Quantenzentren hergestellt werden, sollen in erster Linie Quanteneffekte (oder Quanten-„Überlegenheit“; was sich nicht viel von Schießpulverfeuerwerk im alten China unterscheidet) demonstrieren und herausfinden, was im Mikrokosmos tatsächlich geschieht. Aber nicht für den wirklichen Gebrauch.
Wie viele Menschen haben gewöhnliche Computer geschaffen, bevor sie zu einem praktischen Werkzeug zum Arbeiten wurden? Zehn- oder Hunderttausende? Für einen Quantencomputer ist die Aufgabe viel schwieriger, da wir einen Quantencomputer für einen Hauptzweck benötigen – um die Menschen zu kontrollieren. Deshalb bin ich der Meinung, dass es richtig ist, bei der Entwicklung eines solchen Geräts die Konzepte der Biologie zu verwenden, wobei es noch zu früh ist, darüber zu spekulieren, wie es aussehen wird. „Biologischer Quantencomputer“ ist ein bequemer Begriff, der eher die Suchrichtung und den Einsatzbereich als die endgültige Sichtweise zeigt.
Grégoire Canlorbe: Eine entscheidende Unterscheidung in Ihrer Abhandlung Konstruktive Physik ist diejenige, die zwischen zwei Arten von Zeit entwickelt wurde – der physikalischen Zeit und der „administrativen“ Zeit. Könnten Sie auf ihre jeweiligen Definitionen zurückkommen? Was hat die Verwaltungszeit mit der Zeitdilatation nach Einstein zu tun?
Yuri I. Ozhigov: Verwaltungszeit ist die Zeit, die ein imaginärer optimaler Computer damit verbringt, „eine Realität zu schaffen“, die von dem, was wir sehen, nicht zu unterscheiden ist. Dieses Konzept entsteht unweigerlich beim Übergang zu Algorithmen und Software-Modellierung der Realität. Die physikalische Grundlage ist hier das erstaunliche Phänomen der Quanten-Nichtlokalität, das sich unter Verletzung der Bell-Ungleichung ausdrückt. Ich habe die verschiedenen Experimentatoren, die diesen Effekt festgestellt haben, gefragt: Gibt es hier dunkle Flecken, ist alles sauber? Die Antwort der unabhängigen Forscher war positiv.
Dieses Phänomen ist in vielen verschiedenen Labors auf der ganzen Welt bekannt. Das hat mich überzeugt, obwohl ich persönlich keine Experimente mache. Das Phänomen ist erstaunlich: „Etwas“ kann sich sofort von einem Punkt zum anderen bewegen – und zwar sofort, nicht mit Lichtgeschwindigkeit! Einstein hat dies nicht akzeptiert: Es widerspricht dem Geist der Relativitätstheorie. Aber – überraschenderweise – verstößt es nicht gegen seinen Wortlaut! Wir haben keinen Zugang zu diesem „Etwas“, und die von uns erfasste Information ist nicht in der Lage, die Lichtschranke zu überwinden, dieser „Kanal“ ist nicht für uns! Er ist administrativ.
Aus meiner Sicht ist die beste Art und Weise, dieses Experiment zu „erklären“, folgende: Es gibt einen Administrator (ein imaginärer Computer, der alles, was wir zuerst sehen, berechnet und uns dann zeigt), und die Zeit, die der Administrator verbracht hat, ist nicht unsere wirkliche Zeit, es ist Verwaltungszeit. Natürlich könnte jemand sagen, dass dies eine krumme Erklärung ist, die nichts wirklich erklärt, aber ich habe keine bessere Erklärung dafür! Es ist sehr verlockend, die Zeitausdehnung im Relativismus auf die gleiche Weise zu „erklären“, aber diese „Erklärung“ tut nicht viel, außer uns mit der paradoxen Realität zu versöhnen. Eigentlich verstehe ich nicht, wie diese sofortige Handlung möglich ist, aber niemand versteht sie, daher ist Verwaltungszeit eine gute Möglichkeit zur Selbstgefälligkeit.
Grégoire Canlorbe: Manchmal wird argumentiert, dass anstelle einer Schöpfung ex nihilo des gesamten Kosmos (im Moment des Urknalls) etwas physisch Existierendes notwendigerweise vor dem Beginn des Universums existierte… etwas Vorangegangenes, das der mittelalterliche Philosoph Gersonides als eine chaotische und formlose Materie beurteilte, die gemeinsam mit Gott ewig ist. Wie beurteilen Sie eine solche Position?
Yuri I. Ozhigov: Als Atheist trenne ich Gott nicht vom Universum, und deshalb stimme ich mit dem Philosophen überein: Etwas muss schon vor dem Urknall existiert haben. Zumal es kaum richtig ist, ein gut erprobtes Erhaltungsgesetz zugunsten einer schönen Hypothese vom Urknall selbst zu opfern.
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