Detlef Dürr - Böcker

This book discusses the physical and mathematical foundations of modern quantum mechanics and three realistic quantum theories that John Stuart Bell called "theories without observers" because they do not merely speak about measurements but develop an objective picture of the physical world.

This book is a tribute to the scientific legacy of GianCarlo Ghirardi, who was one of the most influential scientists in the field of modern foundations of quantum theory.

This book is a tribute to the scientific legacy of GianCarlo Ghirardi, who was one of the most influential scientists in the field of modern foundations of quantum theory.

In diesem Buch wird erstmalig in deutscher Sprache vorgestellt, wie sich aus einer fundamentalen mechanischen Theorie, nämlich Bohmscher Mechanik, der mathematische Formalismus und die Phänomene der Quantenmechanik ergeben. Dies steht in Analogie zur Idee, die makroskopischen Phänomene aus den mikroskopischen fundamentalen Gesetzen zu erklären. Dieses Programm wird hier vollständig in mathematischer Strenge durchgeführt, wobei die benötigten Methoden und Grundeinsichten eingeführt und erklärt werden. Nach ausführlicher Darstellung der Grundlagen beschäftigt sich der Autor mit der statistischen Analyse der Bohmschen Mechanik und entwickelt daraus die fundamentalen Konzepte der Quantenmechanik einschließlich der bisher in dieser Form noch nicht dargestellten Streutheorie. Das Buch wirft ein neues Licht auf die Grundlagenprobleme und die Paradoxien der Quantenmechanik und verbindet strengen mathematischen Formalismus mit physikalischer Anschauung.

Bohmian Mechanics was formulated in 1952 by David Bohm as an ontological theory of quantum phenomena. It was revived some decades later by John S. Bell, who, intrigued by the manifestly nonlocal structure of the theory, was led to his famous Bell's inequalities. Experimental tests of the inequalities verified that nature is indeed nonlocal. Bohmian mechanics has since then prospered as the straightforward completion of quantum mechanics. The theory is about the motion of point particles, the statistical analysis of which, yields the formalism of quantum mechanics in terms of Hilbert spaces, self-adjoint operator-observables, and projection and positive operator valued measures. Tunneling times, arrival times, and first exit times are easily described within Bohmian mechanics. The book explains how Boltzmann 's probabilistic reasoning in statistical mechanics when applied to Bohmian mechanics leads to a rational account of quantum mechanics and its mathematical abstractions. It provides the insight and the mathematical tools to establish the formalism of quantum theory, including scattering theory, as the statistical macroscopic description of Bohmian mechanics.It reviews the essentials of classical physical theories relevant to the probabilistic reasoning and introduces Bohmian mechanics from various points of views.It provides rational perspectives on identical particles (bosons and fermions), the classical limit, quantum equilibrium , uncertainty relation and quantum observables. The book is self-contained, mathematically rigorous and the best possible starting point for a full understanding of quantum mechanics according to Bohm and Bell. It will appeal to students and newcomers, as well as to established scientists seeking a clear exposition of the theory.

Bohmian Mechanics was formulated in 1952 by David Bohm as a complete theory of quantum phenomena based on a particle picture. It was promoted some decades later by John S. Bell, who, intrigued by the manifestly nonlocal structure of the theory, was led to his famous Bell's inequalities. Experimental tests of the inequalities verified that nature is indeed nonlocal. Bohmian mechanics has since then prospered as the straightforward completion of quantum mechanics. This book provides a systematic introduction to Bohmian mechanics and to the mathematical abstractions of quantum mechanics, which range from the self-adjointness of the Schrödinger operator to scattering theory. It explains how the quantum formalism emerges when Boltzmann's ideas about statistical mechanics are applied to Bohmian mechanics. The book is self-contained, mathematically rigorous and an ideal starting point for a fundamental approach to quantum mechanics. It will appeal to students and newcomers to the field, as well as to established scientists seeking a clear exposition of the theory.

It has often been claimed that without drastic conceptual innovations a genuine explanation of quantum interference effects and quantum randomness is impossible.

It has often been claimed that without drastic conceptual innovations a genuine explanation of quantum interference effects and quantum randomness is impossible. This book concerns Bohmian mechanics, a simple particle theory that is a counterexample to such claims. The gentle introduction and other contributions collected here show how the phenomena of non-relativistic quantum mechanics, from Heisenberg's uncertainty principle to non-commuting observables, emerge from the Bohmian motion of particles, the natural particle motion associated with Schrödinger's equation. This book will be of value to all students and researchers in physics with an interest in the meaning of quantum theory as well as to philosophers of science.

In diesem Buch wird erstmalig in deutscher Sprache vorgestellt, wie sich aus einer fundamentalen mechanischen Theorie, nämlich Bohmscher Mechanik, der mathematische Formalismus und die Phänomene der Quantenmechanik ergeben. Dies steht in Analogie zur Idee, die makroskopischen Phänomene aus den mikroskopischen fundamentalen Gesetzen zu erklären. Dieses Programm wird hier vollständig in mathematischer Strenge durchgeführt, wobei die benötigten Methoden und Grundeinsichten eingeführt und erklärt werden. Nach ausführlicher Darstellung der Grundlagen beschäftigt sich der Autor mit der statistischen Analyse der Bohmschen Mechanik und entwickelt daraus die fundamentalen Konzepte der Quantenmechanik einschließlich der bisher in dieser Form noch nicht dargestellten Streutheorie. Das Buch wirft ein neues Licht auf die Grundlagenprobleme und die Paradoxien der Quantenmechanik und verbindet strengen mathematischen Formalismus mit physikalischer Anschauung.

Dieses Werk ermöglicht ein vertieftes Verständnis des Wahrscheinlichkeitsbegriffs. Es richtet sich an alle, die in ihrer wissenschaftlichen Arbeit, sei es während des Studiums oder in einem anderen Arbeitsumfeld, mit dem Begriff der Wahrscheinlichkeit hantieren müssen.Wie kann Wahrscheinlichkeit oder der Zufall, Sinnbild des Unvorhersehbaren und Unfassbaren, sich der Mathematik, Sinnbild des Präzisen und Unbeirrbaren, unterordnen? Diese Frage begleitete die Wahrscheinlichkeitsrechnung von Beginn an und führte zu zahlreichen Versuchen, das Wesen der Wahrscheinlichkeit zu fassen.Um zu einer Harmonie zwischen Determinismus und Zufall zu kommen, ist der Begriff der Typizität hilfreich, wenn nicht gar wesentlich und notwendig. Er ist klar und mathematisch sofort zugänglich. Dieses Buch nimmt die Typizität als Grundlage, um die Theorie des Zufalls von der Laplace'schen Wahrscheinlichkeit bis zur Kolmogorov'schen Axiomatik zu entwickeln und vermittelt dadurch eine Einsicht in die Notwendigkeit der Vorgehensweisen. Eine weitere Leitfrage dieses Buches ist, wie der Zufall überhaupt erst entstehen kann. Die Beantwortung verlangt eine Analyse des Zufalls in der Physik und insbesondere der Quantenmechanik und ist ebenfalls Inhalt des Buches. Im Vordergrund des Buches stehen die Antworten auf das „Warum“ und nicht auf das „Wie“, was aber erfahrungsgemäß genügt, um mit dem „Wie“ bestens zurecht zu kommen.