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Mal wieder ein Quantensprung

Von / 15. November 2011 / 29 Kommentare
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Ich hatte hier schon einmal vor Ewigkeiten über den Klassiker der Wissenschaftskommunikation geschrieben. Die kleinste in den Naturwissenschaften bekannte Veränderung ->
Der Quantensprung.

Drüben hat sich Beatrice (daher auch ganz bewusst?) diesen Titel ausgesucht für ihren Blog. Und auch ihr erstes Posting befasste sich mit dem Quantensprung. Ja, wir haben wieder gelernt, dass Sprache lebendig ist und sich verändert.

Dennoch, diese Diskrepanz zwischen dem gemeinten und dem tatsächlichen Sachverhalt, sie könnte nicht größer sein. Jedes Mal, wenn ein Politiker oder Trainer von seinen Fortschritten und Erfolgen spricht, dabei den Quantensprung als “anschauliche” Metapher wählt, dann muss ich schmunzeln, meist haben diejenigen damit genau den Kern getroffen, ohne es zu wissen.
Wo habe ich heute den Quantensprung wieder einmal gefunden? In der aktuellen Pressemitteilung der Uni Bochum. Gerade hier hätte ich eigentlich was anderes erwartet.
Aber die Sprache ist ja lebendig, von daher werde ich mich damit abfinden müssen, dass es Quantensprünge und genfreies Essen gibt….

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Kommentare (29)

  1. #1 Christian Reinboth
    November 15, 2011

    Der Begriff findet sich in Uni-Pressemitteilungen häufiger, als man vermuten sollte…

    Im International Reference and Development Centre for Surgical Technology (IRDC) wurde der “Operationssaal der Zukunft” eröffnet – ein Quantensprung im chirurgischen Alltag und mit dem althergebrachten Operationssaal kaum noch vergleichbar. (Uni Leipzig)

    https://idw-online.de/de/news450311

    „Dieser Quantensprung im Wissen um die Bergwälder war nur durch die grenzüberschreitende Zusammenarbeit zwischen den bayerischen und österreichischen Partnern möglich.“ (Bayerische Forschungsallianz GmbH)

    https://idw-online.de/de/news437500

    Universitätspräsidentin Prof. Dr. Marianne Assenmacher zeigt sich mit der Entscheidung der GWK mehr als zufrieden: „Die Bewilligung unsers Antrags ist ein weiterer Quantensprung in der Qualität von Studium und Lehre an der Universität Vechta. Die Beratung, Betreuung und die beruflichen Chancen der Studierenden können so enorm verbessert werden.“ (Universität Vechta)

    https://idw-online.de/de/news423712

    Mit der Etablierung eines eigenen Sekretariats macht CETAF, als internationale Organisation mit legalem Status nach Belgischem Recht, einen Quantensprung hinsichtlich der Förderung naturhistorischer Sammlungen, Öffentlichkeitsarbeit und wissenschaftlicher Zusammenarbeit. (Humboldt-Universität Berlin unter der Überschrift: “Ein Quantensprung für naturhistorische Sammlungen in Europa”)

    https://idw-online.de/de/news419211

    Und so weiter und so fort….

  2. #2 Burnus
    November 15, 2011

    Hach, und ich dachte schon, ich wäre der Einzige, der sich regelmäßig über so etwas echauffiert. Danke für diesen Beitrag. 🙂

  3. #3 Fission Chips
    November 15, 2011

    Besonders hart fand ich das ja immer bei Angela Merkel , die ist schließlich Physikerin und sollte es wirklich besser wissen.

  4. #4 Physiker
    November 15, 2011

    An der Bezeichnung “Quantensprung” wird zu Unrecht genörgelt. So ist z.B. die Vorstellung, dass ein Quantensprung “Die kleinste in den Naturwissenschaften bekannte Veränderung” ist, physikalisch völlig falsch. Im Prinzip kann ein Quantensprung beliebig gross und beliebig klein sein, denn er bezeichnet nur die Zustandsänderung von einem Energieniveau in ein anderes (nicht notwendigerweise benachbartes).
    Eine treffende Kritik an dieser Sprachnörgelei von einem Sprachwissenschaftler findet man hier:
    https://www.scilogs.de/wblogs/blog/sprachlog/sprachkritik/2011-05-20/quantensprung-in-der-platte
    Und zum physikalischen Verständnis von Quantensprüngen empfehle ich das hier:
    https://www.scilogs.de/wblogs/blog/der-quantenmechaniker/allgemein/2011-05-29/quantensprung
    Meiner Erfahrung nach, kritisieren hauptsächlich diejenigen diesen Begriff, die dessen physikalische Bedeutung nicht verstanden haben.

  5. #5 Chris
    November 15, 2011

    Schon klar, fangen wir also mit der Erbsenzählerei an.
    Wo, wieviele und welche Energieniveaus auch immer verändert werden. Wir sind uns einig, dass diese verdammt klein und gering sind.
    Und damit wären wir bei meinem eigentlichen Kritikpunkt, es ist keine große, die Welt verändernde Veränderung, der Sprung in ein neues Jahrtausend, ein Milestone und was auch immer. Es ist furchtbar klein.

  6. #6 Physiker
    November 15, 2011

    @Christian Reinboth:

    Der Begriff findet sich in Uni-Pressemitteilungen häufiger, als man vermuten sollte…

    Vielleicht weil es absolut keinen berechtigten Grund gibt, etwas an diesem Begriff auszusetzen.

  7. #7 Physiker
    November 15, 2011

    @Chris:

    Wo, wieviele und welche Energieniveaus auch immer verändert werden. Wir sind uns einig, dass diese verdammt klein und gering sind.

    Nein.
    Da sind wir uns nicht einig. Man begeht einen Kategorienfehler, wenn man Quantensprünge generell als klein oder gross bezeichnet. Wenn, dann muss man wenigstens einen Bezugsrahmen wählen – das Problem mit einem solchen ist aber, dass dieser absolut willkürlich ist. Siehe dazu meine Kommentare im verlinkten Sprachlog.

  8. #8 Chris
    November 15, 2011

    @Physiker

    Ja doch, wenn vier oder Energieniveaus übersprungen werden, dann ist das im beobachteten Bezugssystem viel. Da es aber (meistens) alles im Bereich kleiner gleich Molekülebene abläuft, behaupte ich mal, das ist klein. Ein Astronom hat tagtäglich komplett andere Größensysteme, in denen er rechnet. Jeder hat seine eigenen Bezugssysteme.

    Aber ein extrem kleines Bezugssystem zu nehmen, um Metaphern in einem Rahmen zu bilden, das etliche Zehnerpotenzen größer ist, das passt mE eben nicht.

  9. #9 Physiker
    November 15, 2011

    @Chris:

    Wo, wieviele und welche Energieniveaus auch immer verändert werden.

    Anmerkung:
    Bei einem Quantensprung werden keine Energieniveaus verändert (jedenfalls nicht a priori). Bei einem Quantensprung ändert das System seinen Zustand, d.h. die Besetzung der Energieniveaus ändert sich. Allerdings ist es völlig richtig, dass sich Energieniveaus z.B. durch den Einfluss äusserer Parameter, wie z.B. Potentialform, Magnetfeld, etc. verändern können. Aber gerade da äussere Parameter beliebige Werte annehmen können, kann auch der Abstand zwischen den Energieniveaus beliebig gross/klein werden. Und damit erübrigt sich die (obige) Kritik an der Verwendung des Begriffs Quantensprung.

  10. #10 Chris
    November 15, 2011

    @Physiker
    Fangen wir nochmal anders an:
    In Deinen Augen ist das Prinzip des Quantensprungs wichtig und als Metapher im alltäglichen Sprachgebrauch korrekt verwendet, da es ja (nur) sprunghafte Veränderungen verdeutlichen soll.

    Ich verstehe in vielen alltäglichen Verwendungen des Quantensprungs aber eine Größenänderung, ein unglaublich großer Fortschritt. Und wenn die Größe im Mittelpunkt steht, dann kann ich nicht mit einem Vergleich aus dem Nano-Bereich kommen. Schon eher mit astronomischen Verhältnissen, das passt eher, auch wenn es wissenschaftlich unscharf ist.

  11. #11 Physiker
    November 15, 2011

    @Chris:

    Und wenn die Größe im Mittelpunkt steht, dann kann ich nicht mit einem Vergleich aus dem Nano-Bereich kommen. Schon eher mit astronomischen Verhältnissen

    Quantensprünge gibt es auch mit astronomischen Ausmassen. Leider bin ich dazu der falsche Ansprechpartner. Aber nachdem Teile eines Neutronensterns in einem suprafluiden Zustand sind, sollte es dort – wenn die Systemgrösse der gewählte Bezugsrahmen sein soll – ziemlich grosse Quantensprünge geben.
    Nur weil das Standard-Lehrbuchbeispiel, das Wasserstoffatom, einen Quantensprung mit einer Energiedifferenz von 13,6eV bietet und eine Tafel Schokolade mehere 10^20 eV an Brennwert enthält, heisst das noch lange nicht, dass Quantensprünge
    a) immer so kleine Energien haben
    b) deshalb klein sind.
    Von den 13,6eV bekommt man im Gegensatz zur Tafel Schokolade immerhin einen Sonnenbrand.

  12. #12 Christian Mai
    November 15, 2011

    Habe ich das jetzt richtig verstanden? Ein Quantensprung kann winzig klein sein oder riesig groß und alles was dazwischen liegt? (Bezugssystem Planet Erde bei allgemeinsprachlichem Gebrauch)

  13. #13 Fission Chips
    November 15, 2011

    damit ist die verwendung des begriffs aber immernoch falsch. da eben nicht von einem großen quantensprung gesprochen wird lässt sich die aussage “das war ein quantensprung” auf eine systemveränderung unbekannten ausmaßes reduzieren, von ganz gering (minimal) bis sehr groß. nur zwischenschritte gibt es dabei nicht.

  14. #14 Physiker
    November 15, 2011

    Um den “Quantensprung” besser zu verstehen, hier mal ein anderes Beispiel (statt des üblicherweise verwendeten – und recht komplizierten – Potentialtopfes):

    Ein Elektron besitzt ein Magnetfeld (Spin). Man kann sich ein Elektron also im Prinzip wie einen kleinen Stabmagneten vorstellen. Der Spin ist aber eine rein quantenmechanische Grösse. In der Theorie wird das dadurch beschrieben, dass der Spin entweder nach oben oder nach unten zeigen kann. Das sind die zwei diskreten Zustände, in denen sich das System befinden kann. Wenn man das isolierte Elektron betrachtet, dann haben beide Zustände die gleiche Energie, d.h. es ist völlig egal ob der Spin nach oben oder nach unten zeigt. Wenn man aber ein äusseres Magnetfeld anlegt, dann bevorzugt das Elektron sich entlang dem Magnetfeld auszurichten. Um den Spin umzudrehen muss man eine Energie E aufwenden, und zwar E=M*B, wobei M die Grösse des Magnetfeldes des Elektrons darstellt und B die Stärke des angelegten äusseren Magnetfeldes ist. Ein Quantensprung ist nun nichts anderes als das Umklappen des Elektron-Spins. An der Formel sieht man nun sofort, dass der Energiesprung, der damit verbunden ist beliebig gross/klein sein kann, weil das angelegte Magnetfeld B auch beliebig gross/klein sein kann (M ist eine Konstante).

    Das klingt jetzt völlig unspektakulär, denn von Kompassnadeln in einem Magnetfeld erwartet man genau das gleiche Verhalten: Je stärker das von aussen angelegte Magnetfeld, desto mehr Energie benötigt man um die Kompassnadel umzudrehen. Der grosse Unterschied zwischen der klassischen Kompassnadel und dem Spin besteht nun darin, dass die Kompassnadel in jede beliebige Richtung zeigen kann. D.h. die aufgewendete Energie um die Nadel zu drehen hängt kontinuierlich von der Richtung ab, in die die Nadel zeigt. Ganz anders beim Elektron: dort stellt sich bei Messungen heraus, dass der Spin nur in Richtung des Magnetfeldes oder in die entgegengesetzte Richtung zeigen kann. Zwischenpositionen sind nicht möglich. Deshalb kann man von einem Quantensprung reden, wenn man den Spin des Elektrons umdreht. Und trotzdem kann dieser Quantensprung beliebig gross oder klein sein, denn das hängt einzig und alleine vom äusseren Parameter (hier Magnetfeld) ab. Quantensprünge sind also weder “gross” noch “klein”.

  15. #15 hein
    November 15, 2011

    Streiche Quantensprung, setze Ameisenfurz. Ameisen können Blähungen von ganz unterschiedlicher Größenordnung haben. Manche kommen leise und sanft daher und andere Wiederum entladen sich mit einem gewaltigen Knall. Ein Ameisenfurz beschreibt also Ereignisse von sehr unterschiedlichen Größenordnungen. Man kann nicht generell sagen, dass es sich bei einem Ameisenfurz um das kleinste hörbare Ereignis handelt.

  16. #16 nastes
    November 15, 2011

    Ich hab das ja immer so verstanden das sich “Quantensprung” auf Wichtigkeit der Veränderung bezieht, also das diese Änderung in ihrem Rahmen (neuer High-Tech OP für Mediziner,…) so wichtig sei wie die Entdeckung der Quantisierung der Elektromagnetischen Strahlung für die Physik.

    Und da Pressemeldungen und Journalismus anscheinend nicht ohne Superlative und Übertreibungen auskommen, wird das Ganze eben noch zu einem Schlagwort verkürzt und die Wichtigkeit der eigenen Meldung meist gehörig überschätzt. Kann man natürlich daran rumnörgeln wenn einem dies Freude bereitet.

    Schönen Abend noch,
    nastes

  17. #17 Physiker
    November 15, 2011

    @Fission Chips:

    damit ist die verwendung des begriffs aber immernoch falsch.

    Warum?
    Eine Metapher bedeutet doch gerade, dass man das entsprechende Wort eben nicht wörtlich nimmt. Ein “Schwarzes Loch” ist eben auch weder schwarz noch ein Loch. Und ein Quantensprung bezeichnet im übertragenen Sinne eben weder den Sprung eines Quants noch die (unbestimmte) Energiedifferenz bei einer Zustandsänderung, sondern steht sinnbildlich für den unglaublich grossen Fortschritt (oder Paradigmenwechsel) der Physik Anfang des 20. Jahrhunderts. Jede andere Interpretation macht doch gar keinen Sinn. Zumindest wenn man weiss, was physikalisch unter einem Quantensprung zu verstehen ist.

  18. #18 Fission Chips
    November 15, 2011

    der quantensprung impliziert eben nicht die größe dieses übergangs.
    die metapher sagt nur aus dass es keine zwischenschritte gab aber nicht, dass es sich auch um eine große veränderung handelt. genauso kann es sich auch um einen rückschritt handeln.

    daher ist zwingend ein kontext erforderlich , es reicht nicht irgendwas lediglich als quantensprung zu bezeichnen.

    bei den beispielen aus dem ersten post (nur der ausschnitt betrachtet) ergibt die verwendung im ersten sinn , im zweiten fehlt die wertung wieviel sich denn nun geändert hat.

    dein verweis auf die entwicklung der quantenphysik leuchtet mir nicht ein. der begriff quantensprung steht nicht sinnbildlich für diesen prozess , da könnte man genausogut unschärfrelation oder sonstwas anführen.sicher lässt sich damit eine gute metapher konstruieren aber eben nicht über diesen einen begriff.

  19. #19 Chris
    November 16, 2011

    @physiker
    Jede andere Interpretation macht doch gar keinen Sinn. Zumindest wenn man weiss, was physikalisch unter einem Quantensprung zu verstehen ist.

    Jetzt widersprichst Du Dir aber selbst. Denn das will ich doch die ganze Zeit sagen, die wenigsten Anwendungen des Begriffs/Metapher Quantensprung ergeben einen Sinn, weil keiner die wirkliche physikalische Bedeutung kennt.
    In unserer alltäglichen Sprache ist der Quantensprung synonym für eine große Veränderung.

  20. #20 Wolf
    November 16, 2011

    Weil ich es gerade gefunden habe

    https://www.medizin-welt.info/aktuell/aktuell.asp?newsID=187

    Wir versuchen gerade auf digitale Dokumentation umzustellen, und das ist deutlich mehr als ein “Ameisenfurz” (auch hübsch 😉 )

  21. #21 Physiker
    November 16, 2011

    @Fission Chips:

    die metapher sagt nur aus dass es keine zwischenschritte gab aber nicht, dass es sich auch um eine große veränderung handelt.

    Doch. Laut Duden schon.

    genauso kann es sich auch um einen rückschritt handeln.

    Nein. Laut Duden handelt es sich um einen Fortschritt.

    dein verweis auf die entwicklung der quantenphysik leuchtet mir nicht ein.

    Das kann nur an einer Unkenntnis der geschichtlichen Entwicklung liegen.

    der begriff quantensprung steht nicht sinnbildlich für diesen prozess , da könnte man genausogut unschärfrelation oder sonstwas anführen.

    Könnte man nicht, wenn man über die Bedeutung des Quantenbegriffs für die moderne Physik bescheid weiss. Und offensichtlich weiss der Duden darüber bescheid…

    sicher lässt sich damit eine gute metapher konstruieren aber eben nicht über diesen einen begriff.

    Nochmal: es gibt nichts an diesem Begriff auszusetzen. Es sei denn man begibt sich auf das kindische*) Niveau alles wörtlich zu nehmen (wie es z.B. die Kreationisten für die Bibel vormachen). Warum kritisiert denn niemand den Begriff “Fortschritt” – denn immerhin ist ein Schritt die kleinste Einheit einer Wegstrecke die ein Mensch zurücklegen kann. Nur weil ein frustrierter Comedian, der der Wissenschaft den Rücken gekehrt hat (wie aus seinen skurilen Ansichten zum Klimawandel hervorgeht) einen erzwungenen Witz auf Kosten von Politiker gemacht hat, muss doch nicht gleich jeder diesen Unsinn (Abschnitt Umgangssprache) für bare Münze halten.

    *) wobei selbst Kinder verstehen, dass Wörter auch mal mehrere Bedeutungen haben können und manchmal im übertragenen Sinne zu einer Assoziation mit dem Wort zu verstehen sind.

  22. #22 Physiker
    November 16, 2011

    @Chris

    Jetzt widersprichst Du Dir aber selbst. Denn das will ich doch die ganze Zeit sagen, die wenigsten Anwendungen des Begriffs/Metapher Quantensprung ergeben einen Sinn, weil keiner die wirkliche physikalische Bedeutung kennt.

    Blödsinn. Ich kann trotzdem Begriffe/Metaphern/Redewendungen verwenden, auch wenn ich den historischen/sprachlichen Hintergrund nicht kenne. Peinlich wird es nur dann, wenn eine Minderheit behauptet, diese Begriffe würden falsch verwendet, und sich dann herausstellt, dass diese Minderheit ahnungslos ist. An sich ist ja bereits die Behauptung dass eine Metapher falsch wäre, linguistisch grotesk. Aber zum linguistischen Aspekt empfehle ich den Sprachlog von Anatol Stefanowitsch – ich beschränke mich mal nur auf den physikalischen Aspekt.

    In unserer alltäglichen Sprache ist der Quantensprung synonym für eine große Veränderung.

    Das bestreitet auch niemand. Aber selbst in der Physik kann ein Quantensprung eine beliebig grosse Veränderung des Systemzustands bedeuten (auch wenn der Wikipedia-Artikel das Gegenteil suggeriert… da waren wohl einige Vince Ebert Fans am Werk…).

    Nur um das klarzustellen: Ich fand den Vince Ebert Gag (auf den diese gesamte Diskussion zurückzuführen ist) auch lustig. Nur sollte man sich darüber klar sein, dass Comedy und Physik doch zwei Paar Stiefel sind. Hier nur mal ein weiteres Beispiel, wozu das führen kann, wenn man Kabarett und Realität verwechselt:
    https://www.faz.net/aktuell/politik/inland/paulis-ratgeber-pauli-inspiriert-von-kabarettisten-1462040.html

  23. #23 Dr. Webbaer
    November 20, 2011

    “Quantensprünge” könnten metaphorisch für das Entdecken derselben stehen, sozusagen als kleiner Sprung, aber als großer Sprung für die Menschheit.

    Die mangelnde Eignung dieser Metaphorik steht ansonsten außer Frage, schön angemerkt!

    MFG
    Wb

  24. #24 dein_föhn
    November 20, 2011

    Ehrlich Jungs, es ist völlig egal wie groß oder klein nun ein Quantensprung ist. Eines ist ein Quantensprung aber immer: die Überwindung einer eigentlich nicht überwindbaren Barriere. Und ich bin mir ziemlich sicher, dass sich die Metapher auf diesen Umstand bezieht. Nehmt das, Sprachnörgler! 😉

  25. #25 Dr. Webbaer
    November 20, 2011

    Eines ist ein Quantensprung aber immer: die Überwindung einer eigentlich nicht überwindbaren Barriere.

    Definiere ‘eigentlich’!, lol. Nö, es gibt einfach für einen schrittweisen “großschrittigen” zivilisatorischen Fortschritt keine “eigentlich” brauchbaren Metaphern, deshalb wird halt so bei der Metaphorik gestolpert.

    MFG
    Wb (dem ansonsten noch Quantum Jump mit dem großartigen Rupert Hine zum Thema einfällt)

  26. #26 dein_föhn
    November 20, 2011

    Ich denke das ‘eigentlich’ in meinem Post erklärt sich von selbst, oder nicht?

    Wenn man z.B. in der Wissenschaft eine neue Methode entwickelt, mit der man Ergebnisse erreicht, die einiges über dem liegen, was man mit der bisherigen Methode erreichen konnte, dann ist die Metapher des Quantensprungs passend wie die Faust aufs Auge. Das hat dann einfach nichts damit zu tun, wie große ‘echte’ Quantensprünge in der Natur gewöhnlich sind, es geht um das Prinzip des Quantensprungs.

  27. #27 Dr. Webbaer
    November 20, 2011

    ‘Eigentlich’ adressiert das Wesen einer Entität, die auch eine theoretische sein kann, insofern kann die hier behandelte Grenze nicht ‘eigentlich’ sein; macht aber nüscht, Stolpern und Humpeln ist der Metaphorik eigen, die Sprachlichkeit drückt immer auch das Vermögen der Nutzenden aus, bzw. das der Rezipienz.

    LG
    Wb

  28. #28 Physiker
    November 21, 2011

    Wenn schon Sprachnörgeln, dann richtig… denn immerhin strotzt der obige Blogartikel nur so vor “falschen” Metaphern:

    • Wissenschaftskommunikation: völlig falscher Begriff, denn in der Wissenschaftskommunikation kummunizieren Wissenschaftler/Wissenschaften ja gerade eben nicht miteinander.
    • Naturwissenschaft(en): Laut Wikipedia bezeichnet die Natur alles, was nicht vom Menschen geschaffen wurde. Im Gegensatz dazu beschäftigen sich die Naturwissenschaften grösstenteils mit Objekten die vom Menschen geschaffen wurden (neue Materialien/chemische Substanzen,…).
    • Sachverhalt: Verhalten bedeutet nichts anderes als “tun”, d.h. es impliziert eine Veränderung. Damit ist “Sachverhalt” ein völlig falscher Ausdruck für etwas unveränderliches/konstantes.
    • Fortschritt: “Fort” bedeutet weg. Damit ist ein Forschritt die kleinste Einheit einer Strecke, die ein Mensch gehen kann – und das noch dazu in die falsche Richtung, denn man bewegt sich ja weg.
    • Pressemitteilung: Das ist die dämlichste Metapher überhaupt – wie wenn eine Druckerpresse zum Kommunizieren fähig wäre…

    Ich hoffe diese Beispiele illustrieren wie dämlich/albern/kindisch die Sprachnörgelei generell und insbesondere auch am Begriff “Quantensprung” ist.

  29. #29 Dr. Webbaer
    November 21, 2011

    @Physiker
    ‘Wissenschaftskommunikation’ ist unscharf, die ‘Mitteilung’ gefällt Dr. W auch nicht so recht, aber der ‘Quantensprung’ spielt in einer anderen Liga. Ihre Betrachtung der 5 Beispiele konnte übrigens nicht umfänglich überzeugen; auch wenn’s an dierser Stelle nicht vertieft werden muss. – Sprache ist wichtig. Es ist gut, die Urbedeutungen zu kennen und zu verstehen.