Warum bricht eine Wellenfunktion zusammen, wenn eine Beobachtung stattfindet?

Der Zusammenbruch der Wellenfunktion (in der Kopenhagener Interpretation) ist per Definition das, was die Messung bewirkt. Auf die Warum-Frage gibt es keine Antwort, zumindest nicht in der Standardinterpretation. Eine modernere Interpretation ist, dass das System durch Wechselwirkung mit der Umgebung dekohärent wird und den postulierten Kollaps der Wellenfunktion einschließlich der Born-Regel näherungsweise reproduziert.

Der Zusammenbruch der Wellenfunktion ist nur eine Interpretation dessen, was passiert, wenn eine "Messung" (was auch immer das bedeutet) eines Quantensystems durchgeführt wird. Die Idee ist, dass die Wellenfunktion des Systems in einen einzigen Eigenzustand einer seiner Observablen "kollabiert" .

Mit anderen Worten, das System hat keinen eindeutigen Wert für Position/Impuls/Energie/Was-haben-Sie, sondern hat einen einzigen, eindeutigen Wert für alles, was Sie gemessen haben.

Eine Wahrscheinlichkeitsfunktion ist sowohl klassisch als auch quantenmechanisch eine Funktion einiger Variablen.

Klassisches Beispiel: Nehmen Sie die Todeswahrscheinlichkeit als Funktion des Alters (Abb.1 im Link). Die Wahrscheinlichkeit in jedem Alter ist gering, bis man ein ehrwürdiges Alter erreicht. Im Alter von 97 Jahren beträgt die Wahrscheinlichkeit etwa 30%, dass der Ehrwürdige in diesem Jahr stirbt. Die Messung ist zweiwertig, entweder tot oder lebendig. Sobald der Tod eintritt, "kollabiert" die Wahrscheinlichkeit zur Gewissheit auf einen der wahrscheinlichen Werte. Wenn man für dieses Jahr eine bestimmte ehrwürdige Person von 97 Jahren misst/überprüft und sie/er am Ende des Jahres lebt, ist das auch eine Messung, die zur Gewissheit zusammengebrochen ist. Abgesehen davon, dass diese Terminologie des Zusammenbruchs nicht für klassische Wahrscheinlichkeiten verwendet wird.

Die Wellenfunktion ist eine Wahrscheinlichkeitsverteilung dafür, einen bestimmten Messwert für die darin enthaltenen Variablen zu erhalten, beispielsweise dafür, dass ein Teilchen (x,y,z) auf einem Bildschirm trifft. Sieht man auf einem Bildschirm einen Treffer von einem Teilchen, ist eine Messung erfolgt, die Wahrscheinlichkeit ist zur Gewissheit zusammengebrochen, dass das Teilchen bei (x,y,z) war.

Sowohl für klassische als auch für quantenmechanische Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktionen muss eine große Anzahl von Messungen durchgeführt werden, um die Wahrscheinlichkeitsverteilung zu validieren, wenn es sich um eine durch eine Theorie vorhergesagte handelt. Jede einzelne Messung ist ein "Zusammenbruch" der Wahrscheinlichkeitsverteilung, dh es wurde ein Item des statistisch beschriebenen Verhaltens gemessen.

Zusammenbruch ist meiner Meinung nach natürlich eine verwirrende und unscharfe Terminologie.