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Messbarkeit und Rekonstruierbarkeit (DE)

Ein informationsbasierter Rahmen für physikalische Messbarkeit und Rekonstruierbarkeit

Version 0.9 · Preprint / Framework Paper · FORSCH-PROV0420 (Nummer provisorisch) · Stand 06.10.2026

Feld Angabe
Autor Thomas Schüller (Forscher), ORCID 0009-0003-9799-6747
Autorenmarke Thomas Schüller · Syntagma Forschung · Wien (kein eigenes Rechtssubjekt)
Affiliation Unabhängiger Forscher, keine institutionelle Anbindung
Korrespondenz forschung@tschueller.com
Ablage forschung.tschueller.com · syntagma-science.com
Finanzierung selbstfinanziert
Interessenkonflikte keine
Lizenz CC BY 4.0
Datenstatus keine experimentellen Rohdaten; zehn numerische Minimalmodelle reproduzierbar (Abschnitt 14, Anhang C)
Quellenstatus 50 Angaben geprüft (Verlag, Normenregister, Volltext), 12 in Anhang I.2 als offen gekennzeichnet; diese betreffen fast ausschließlich Auflage und ISBN von Lehrbüchern und Erstausgaben
Strang FORSCHUNG (freier Kanal, Zubringer). Werkzeuge laufen ausschließlich über die Plattform syntagma-science, siehe Anhang G

Diese Fassung beansprucht keine neue Grundphysik. Sie ist ein Ordnungsrahmen für Messbarkeit, Rekonstruierbarkeit und Falsifizierbarkeit physikalischer Messketten.


0 Was sich gegenüber Version 0.8 geändert hat

Am Werk selbst nichts. Kein Ergebnis, kein Beweis, keine Zahl, kein Anhang hat sich geändert. Diese Fassung macht das Bündel um das Werk herum veröffentlichungsfähig; die Nummer wird mitgezogen, damit Werk und Bündel nicht auseinanderlaufen.

Nr. Änderung Grund
1 VEROEFFENTLICHUNG.md neu im Hauptordner: der Ablauf in einem Stück — die sieben Entscheidungen, die alles blockieren, die Reihenfolge Plattform → Ablage → Zeitschriften, abhakbare Schritte je Strang der Ablauf stand bisher verteilt in Übergabe, Betriebshandbuch und Upload-Hinweisen; beim Veröffentlichen braucht man ihn an einer Stelle
2 Landeseite um Rechtliches ergänzt: Impressum, Nutzungsbedingungen, Datenschutz, Lizenzen für Werk und Werkzeug getrennt, Haftungshinweis ohne diese Angaben ist eine Seite nicht veröffentlichungsfähig
3 Landeseite um den Verbund der Marken ergänzt wer zitiert, zitiert Syntagma; wer lizenziert, kauft beim zuständigen Strang. Das war nirgends ausgesprochen
4 Zitierweise im Autorenverzeichnis richtiggestellt — sie stand noch auf Version 0.3 — und um Prüfpunkte je Fassung ergänzt eine veraltete Zitiervorlage erzeugt falsche Zitate, und zwar dauerhaft

Damit ist das Material fertig. Offen sind nur noch die sieben Entscheidungen in VEROEFFENTLICHUNG.md Abschnitt 1; sie liegen sämtlich beim Autor und lassen sich aus dem Material nicht ableiten.

0.1 Was sich gegenüber Version 0.7 geändert hatte

Diese Fassung ändert kein Ergebnis und keinen Beweis. Sie zieht die Offenlegungsgrenze ausdrücklich, statt sie vorauszusetzen.

Nr. Änderung Grund
1 Anhang G.6 neu: Eigenschutz und Offenlegungsgrenze nach REGEL-PROV0002 das Werk steht neben einem kostenpflichtigen Angebot; wer das nicht ausspricht, lässt die Frage offen, ob hier etwas zurückgehalten wird
2 Für jeden Bestandteil ist benannt, ob er offen ist und warum — einschließlich dessen, was gar nicht erst enthalten ist Behauptung ohne Beleg wäre Werbung; Beleg ohne Grenze wäre eine Bauanleitung
3 Überprüfbarkeit geht vor Schutz ist als Vorrang festgehalten ein Rahmen, der sich nicht widerlegen lässt, trägt kein Angebot
4 Die Wahl beim Browser-Werkzeug ist getroffen und begründet: MESSWERK bleibt offen auf der Plattformseite „im Browser” und „Rechenkern intern” schließen einander aus; die Regel verlangt eine bewusste Wahl statt einer stillschweigenden
5 REGEL-PROV0002 liegt als eigene Datei im Bündel, der Übernahmeblock deckt jetzt beide Regeln sie gilt für alle Stränge, nicht nur für dieses Vorhaben

Sachlich unverändert: Messkette, Sätze 1 und 2, Klassifikation A/B/C, Numerik, Versuchsprotokoll, Literatur, Quellen-Prüfliste, Lizenzstufen, Aktiv-Passiv-Zuordnung.

0.2 Was sich gegenüber Version 0.6 geändert hatte

Diese Fassung ändert kein Ergebnis und keinen Beweis. Sie verankert eine strangübergreifende Regel, die bisher nur als Entscheidung bestand.

Nr. Änderung Grund
1 Anhang G.5 neu: Aktivfassung und Passivfassung nach REGEL-PROV0001 die Grenze, was auf eine Ablage darf, war bisher für dieses Vorhaben beschrieben, aber nicht als allgemeine Regel gefasst
2 Der Grenzfall Rechenskripte ist entschieden: sie sind Passivfassung und bleiben auf der Ablage ohne sie wäre der Beitrag nicht nachprüfbar; Nachprüfbarkeit ist der Grund, überhaupt abzulegen
3 Der Unterschied zwischen freiem Nachrechnen und lizenziertem Werkzeug ist in G.5 ausgesprochen statt vorausgesetzt wer die Zahlen dieses Werks prüfen will, braucht das Werkzeug nicht; das Werkzeug rechnet mit fremden Messketten
4 Die Regel liegt als eigene Datei im Bündel (regelwerk/), dazu ein Übernahmeblock für das zentrale Regelwerk sie gilt für alle Vorhaben, nicht nur für dieses

Sachlich unverändert: Messkette, Sätze 1 und 2, Klassifikation A/B/C, Numerik, Versuchsprotokoll, Literatur, Quellen-Prüfliste, Lizenzstufen.

0.3 Was sich gegenüber Version 0.5 geändert hatte

Diese Fassung ändert kein Ergebnis und keinen Beweis. Sie stellt die Verwertung auf Plattformfokus um.

Nr. Änderung Grund
1 Anhang G neu gefasst: syntagma-science ist der Zielort, der freie Forschungskanal der Zubringer Werkzeuge laufen ab jetzt ausschließlich über die Plattform; Zenodo trägt kein Werkzeug, auch keine Vorschaufassung
2 Lizenzstufen L0–L3 und sechs Produktklassen nach LIZ-PROV0001 in Anhang G.2 und G.3 aufgenommen die Zuordnung war bisher nur als vier Leistungsstufen im Angebot beschrieben und nicht im Werk selbst
3 Anhang H umgestellt: Reihenfolge Plattform → Ablage → Zeitschriften eine Verweisung braucht ein Ziel; die Plattform muss vor der Ablage stehen
4 Zenodo-Bündel eigens aufbereitet (Anhang H.2, Ordner zenodo-upload/) Arbeitsbündel und Veröffentlichungsbündel sind nicht dasselbe; auf die Ablage gehört nur das Freie
5 Jede Ablage des Preprints trägt den Verweis auf syntagma-science das Preprint ist Reichweitenkanal, nicht Selbstzweck

Sachlich unverändert: Messkette, Sätze 1 und 2, Klassifikation A/B/C, Numerik, Versuchsprotokoll, Literatur, Quellen-Prüfliste.

0.4 Was sich gegenüber Version 0.4 geändert hatte

Diese Fassung ändert kein Ergebnis und keinen Beweis. Sie arbeitet die Quellenprüfung ein, die in Version 0.4 als einziger offener Arbeitsgang ausgewiesen war.

Nr. Änderung Grund
1 ISO 12233:2023 → ISO 12233:2024 in Abschnitt 19.3, Abschnitt 19.6 und Anhang D die fünfte Ausgabe löst die Ausgabe 2023 ab und führt zugleich einen geänderten Titel: „Digital cameras — Resolution and spatial frequency responses“
2 IEC TR 60825-14:2022 (Ed. 2.0) statt der undatierten Nennung; Stand von IEC 60825-1 Ed. 4 vermerkt ein undatierter Normverweis ist in einem Versuchsprotokoll nicht nachvollziehbar
3 Mezghani, Antreich & Nossek (2010): der Konferenzbeitrag WSA 2010, Bremen, 143–150, DOI 10.1109/WSA.2010.5456454 ist jetzt die Primärquelle, arXiv:1010.5532 das Preprint der Faktor 2/π2/\pi in Klasse B stützt sich damit auf die begutachtete Fassung
4 Kalman (1963): Zeitschriftenname auf Journal of the Society for Industrial and Applied Mathematics, Series A: Control korrigiert SIAM Journal on Control ist der spätere Name derselben Zeitschrift, 1963 noch nicht geführt
5 Sechs fehlende DOIs ergänzt: Krener & Ide, Galiffi et al., Hansen, Janesick, Stadler, Amari (2016) in v0.4 ohne Kennung oder nur mit ungeprüfter ISBN
6 Heftangaben bei zehn Einträgen nachgetragen (u. a. Paris, Bellman & Åström, Berreman, Shannon, Landauer, Hempel) die Seitenangabe allein identifiziert den Jahrgangsband nicht eindeutig
7 Anhang D auf eine durchgehend alphabetische Liste umgestellt die Zweiteilung in „mit DOI geprüft“ und „weitere Quellen“ war nach der Prüfung gegenstandslos
8 Anhang I gegliedert in I.1 geprüft, I.2 weiterhin offen, I.3 was die Prüfung am Werk geändert hat der Leser soll die verbliebenen Lücken in einem Blick sehen
9 Offene Einträge von 25 auf 12 gesenkt, geprüfte von 23 auf 50; die verbliebenen betreffen fast ausschließlich Auflage und ISBN von Lehrbüchern und Erstausgaben die inhaltlich tragenden Quellen sind jetzt vollständig nachgewiesen

Was weiterhin aussteht: die Auflagenwahl bei vierzehn Lehrbüchern und drei Erstausgaben, der Ausgabestand von JCGM 100/200 und EMVA 1288 sowie das Abrufdatum des SEP-Eintrags. Diese Punkte sind in Anhang I.2 einzeln aufgeführt und vor einer Journalfassung zu schließen.

0.5 Was sich gegenüber Version 0.3 geändert hatte

Nr. Änderung Grund
1 Die Lückenbehauptung ist überall an die durchsuchten Literaturstränge gebunden statt absolut formuliert Redlichkeit: Die Recherche war nicht erschöpfend
2 Klasse C um drei Fälle erweitert: EMCCD bei niedriger Verstärkung, Quantisierung außerhalb der Grenzfälle, allgemein heteroskedastisches Rauschen Vollständigkeit der Klassifikation
3 Abschnitt 5.5 um Noise Coefficient (Chao, Ward & Ober) und die Stam-Ungleichung ergänzt zwei weitere benachbarte Begriffe, die abzugrenzen sind
4 Neuer Abschnitt 7.1: Rayleigh und Sparrow als Spezialfälle einer Schwelle für d′d' die Fisher-Information ist das schärfere Kriterium; die klassischen Kriterien lassen sich einordnen statt verwerfen
5 Konvention für den Überschussrauschfaktor ausdrücklich festgelegt Robbins & Hadwen definieren FENF=2F_\mathrm{ENF}=\sqrt2, andere Arbeiten die quadrierte Größe — ohne Festlegung sind die Faktoren 2 und 1/2 nicht nachvollziehbar
6 Quantengrenzen unter Rauschen (Escher et al.) und Monotonie der Quanten-Fisher-Information unter CPTP-Abbildungen ergänzt schließt Abschnitt 13 an die Datenverarbeitungsungleichung an
7 Neuer Anhang H: Veröffentlichungsweg mit Zeitschriftenmatrix und der seit 21.01.2026 geänderten arXiv-Endorsement-Regel war bisher nur in der Übergabe vermerkt
8 Neuer Anhang I: Quellen-Prüfliste mit Status je Angabe trennt geprüfte von ungeprüften Literaturangaben nachvollziehbar
9 Literaturverzeichnis um zwölf Einträge erweitert Chernoff, Amari (2001), Chao et al., Hynecek & Nishiwaki, Mortensen et al., Escher et al., Paris, Gan & Law, Aspden et al., Worrall, Earman & Norton, Stadler

0.6 Was sich gegenüber Version 0.2 geändert hatte

Nr. Änderung Grund
1 Der Kernsatz ist ausdrücklich als Beobachtungsäquivalenz im Sinne von Rothenberg (1971) ausgewiesen und nicht mehr als eigener Befund gerahmt Literaturprüfung: Der Satz ist seit 1971 Standard. Der Beitrag liegt in der Übertragung auf physikalische Messketten, nicht in der Aussage
2 Das Separierbarkeitskriterium ist als Satz 1 mit Äquivalenzbeweis formuliert, nicht mehr als Bedingung behauptet ∂2logF/∂pi∂pj=0\partial^2\log F/\partial p_i\partial p_j = 0 ist auf zusammenhängendem Produktgebiet äquivalent zur Produktform
3 Neue, schärfere Fassung über Stufeneffizienzen ηk=Fk/Fk−1\eta_k = F_k/F_{k-1} (Satz 2) Die Teleskopdarstellung Fn=F0∏ηkF_n = F_0\prod\eta_k ist trivial. Die eigentliche Behauptung ist, dass ηk\eta_k nur von den Parametern der eigenen Stufe abhängt
4 Klassifikation der Vorwärtsmodelle in drei Klassen mit Belegen und Gegenbeispielen (Abschnitt 5.6) Die offene Frage aus v0.2 ist damit für die wichtigsten Kanalklassen beantwortet
5 Abgrenzung zur Parameter-Orthogonalität (Cox & Reid 1987) und zur Theorie kaskadierter Detektoren (DQE) Beide sind die nächstverwandten Literaturstränge; die DQE-Theorie verneint die allgemeine Produktform ausdrücklich
6 Vier neue numerische Minimalmodelle M7–M10 samt Abbildungen 6–9 Stufeneffizienz, Separierbarkeitskarte, Qubit-Dephasierung, Spaltversuch
7 Vollständiges Versuchsprotokoll für den optischen Spaltversuch (Abschnitt 19) v0.2 nannte den Versuch nur als offenen Punkt
8 Neuer Abschnitt Wiener Linie und Wissenschaftsphilosophie der Messbarkeit (Abschnitt 16) Mach, Boltzmann, Bridgman, Wiener Kreis, Schrödinger, moderne Messtheorie
9 Neuer Abschnitt Abgrenzung zur Beobachtbarkeitstheorie (Abschnitt 17) Kalman und Hermann-Krener sind die nächstliegende Konkurrenzformulierung
10 Literatur erweitert und mit DOI belegt; Anhang F nennt, was in der Literatur nicht gefunden wurde Einordnung des eigenen Beitrags

Abstract

Diese Arbeit formuliert einen informationsbasierten Ordnungsrahmen für physikalische Messbarkeit und Rekonstruierbarkeit. Der Anspruch ist nicht, neue Grundphysik einzuführen, sondern etablierte Konzepte aus Wellentheorie, Elektrodynamik, Streutheorie, Signaltheorie, Digitalisierung und Quantenmessung entlang einer gemeinsamen Messkette zu ordnen:

X0→Hfield→Hmat→Hmix→Hmeasure→Q→Y.X_0 \rightarrow H_\text{field} \rightarrow H_\text{mat} \rightarrow H_\text{mix} \rightarrow H_\text{measure} \rightarrow Q \rightarrow Y.

Der Ausgangspunkt ist die Beobachtungsäquivalenz: Gilt p(Y|θ1)=p(Y|θ2)p(Y\lvert\theta_1)=p(Y\lvert\theta_2) für θ1≠θ2\theta_1\neq\theta_2, ist eindeutige Rekonstruktion aus diesem Messkanal ausgeschlossen. Diese Aussage ist nicht neu; sie ist die Definition der Identifizierbarkeit eines parametrischen Modells, und ihre lokale Fassung ist seit Rothenberg (1971) äquivalent zur Regularität der Fisher-Informationsmatrix. Der Beitrag dieser Arbeit liegt in zwei Punkten.

Erstens wird die diagnostische Arbeitsgröße KK als effektives Signal-Rausch-Verhältnis definiert und für den skalaren Gauß-Kanal exakt aus der Fisher-Information hergeleitet: mit K:=θ2F(θ)K := \theta^2 F(\theta) gilt K=SNR⋅C2K = SNR\cdot C^2. Zweitens erhält die Produktform

K=SNR⋅G(|q|a)⋅Dmat⋅γ⋅Rdir⋅C2K = SNR\cdot G(\lvert q\rvert a)\cdot D_\text{mat}\cdot\gamma\cdot R_\text{dir}\cdot C^2

ein prüfbares Gültigkeitskriterium: Sie ist auf einem zusammenhängenden Produktgebiet genau dann exakt, wenn logF\log F additiv separierbar ist. Schärfer formuliert über Stufeneffizienzen ηk=Fk/Fk−1\eta_k = F_k/F_{k-1} lautet die Behauptung, dass jede ηk\eta_k nur von den Parametern ihrer eigenen Stufe abhängt. Für drei Klassen von Vorwärtsmodellen wird das entschieden: multiplikative Transmission mit einstufigem Rauschen und Poisson-Verdünnung erfüllen das Kriterium exakt; EMCCD bei hoher Verstärkung und Ein-Bit-Quantisierung bei kleinem Signal-Rausch-Verhältnis asymptotisch; mehrstufige Rauscheinkopplung, der Übergang zwischen Schrot- und Leserauschen, Nichtlinearität und Sättigung verletzen es.

Zehn numerische Minimalmodelle mit festem Zufallssaat belegen die Aussagen, darunter eine Separierbarkeitskarte über Signalniveau und Leserauschen und ein vollständig durchgerechneter optischer Spaltversuch. Die wissenschaftliche Belastbarkeit liegt in Falsifikationsbedingungen.

Schlüsselwörter: Messbarkeit; Rekonstruierbarkeit; Identifizierbarkeit; Beobachtungsäquivalenz; Fisher-Information; Separierbarkeit; kaskadierte Systeme; Wellenvektorübertrag; Kohärenz; inverse Probleme; Quantenmessung.


1 Einleitung

Physikalische Messungen werden häufig über einzelne Begriffe beschrieben: Signalstärke, Frequenz, Wellenlänge, Reflexion, Auflösung, Rauschen, Detektion. Diese Begriffe sind notwendig, aber allein nicht ausreichend. Ein starkes Signal kann wenig über den gesuchten Zustand verraten. Ein lokales Nullsignal kann durch destruktive Interferenz entstehen. Ein digital scharfes Ergebnis kann auf grober Quantisierung oder algorithmischen Priors beruhen. Ein reflektiertes Signal kann Energie enthalten, aber Richtungs- und Phaseninformation verloren haben.

Die zentrale Frage lautet daher nicht, ob ein Signal existiert, sondern:

Welche Zustandsinformation ist im Signal unter den gegebenen physikalischen und messtechnischen Bedingungen unterscheidbar?

Der Beitrag ist kein neues Naturgesetz. Er ist ein Rahmenmodell, das bestehende physikalische Beschreibungen entlang der Frage nach Messbarkeit ordnet, und — seit Version 0.2 — die Angabe der Bedingungen, unter denen die dabei benutzte Arbeitsgröße zulässig ist. Version 0.3 beantwortet diese Frage für die wichtigsten Kanalklassen.

2 Geltungsanspruch

Das Modell beansprucht keine neue Grundphysik. Es ersetzt keine Maxwell-Gleichungen, keine Quantenmechanik, keine Streutheorie, keine Fourieroptik, keine Informationstheorie und keine Theorie inverser Probleme. Es ist ein Ordnungsrahmen.

Sein Zweck ist, die Messfrage explizit zu machen:

  1. Welcher Zustand soll unterschieden werden?
  2. Welche physikalische Vorwärtskette erzeugt das Signal?
  3. Welche Faktoren erhalten oder zerstören Zustandsinformation?
  4. Welche Zustände bleiben im Messkanal unterscheidbar?
  5. Welche Zustände fallen in dieselbe Messverteilung?

Das Modell ist methodisch, nicht fundamentalistisch.

3 Messkette

X0→Hfield→Hmat→Hmix→Hmeasure→Q→Y.X_0 \rightarrow H_\text{field} \rightarrow H_\text{mat} \rightarrow H_\text{mix} \rightarrow H_\text{measure} \rightarrow Q \rightarrow Y. \tag{1}

Abbildung 1: Operatorfolge der Messkette. Das Messergebnis ist nicht der Zustand selbst, sondern das Resultat physikalischer und informationeller Transformationen.
Symbol Bedeutung
X0X_0 physikalischer Ausgangszustand
HfieldH_\text{field} Feld- oder Wellenausbreitung
HmatH_\text{mat} Materialantwort: Reflexion, Transmission, Absorption, Streuung, Dispersion
HmixH_\text{mix} Mischung, Mehrfachstreuung, Modenkopplung, Nichtlinearität, lineare Zeitvarianz
HmeasureH_\text{measure} Messprozess, Detektorantwort, Messoperator
QQ Quantisierung, Schwelle, Klassifikation, digitale Entscheidung
YY registriertes Ergebnis

Im linearen Fall gilt Y=HtotalX0+NY = H_\text{total}X_0 + N mit Htotal=Hm⋯H1H_\text{total}=H_m\cdots H_1 (2). Besitzt HtotalH_\text{total} einen Nullraum, erzeugen verschiedene Zustände dasselbe Signal. Im nichtlinearen Fall gilt Y=Fm(…F1(X0))+NY = F_m(\dots F_1(X_0)) + N (3), und die lokale Sensitivität entscheidet.

4 Zustandsunterscheidbarkeit

Ein Signal enthält Zustandsinformation über θ\theta, wenn

p(Y|θ1)≠p(Y|θ2)fürθ1≠θ2,p(Y\lvert\theta_1)\neq p(Y\lvert\theta_2) \quad \text{für} \quad \theta_1\neq\theta_2, \tag{4}

und eindeutige Rekonstruktion ist ausgeschlossen, wenn

p(Y|θ1)=p(Y|θ2),θ1≠θ2.p(Y\lvert\theta_1)=p(Y\lvert\theta_2), \quad \theta_1\neq\theta_2. \tag{5}

Herkunft der Aussage. Gleichung (5) ist die Definition der Beobachtungsäquivalenz zweier Parameterwerte; ein Modell heißt identifizierbar, wenn keine zwei verschiedenen Parameterwerte beobachtungsäquivalent sind. Rothenberg (1971) zeigt, dass unter schwachen Regularitätsbedingungen lokale Identifizierbarkeit äquivalent zur Nichtsingularität der Fisher-Informationsmatrix ist. Diese Arbeit übernimmt den Satz und wendet ihn auf physikalische Vorwärtsketten an. Der Beitrag liegt in der Übertragung und in der Stufenzerlegung, nicht in der Aussage selbst.

Drei Ebenen sind zu trennen:

Ebene Kriterium Größe
prinzipielle Messbarkeit p(Y|θ1)≠p(Y|θ2)p(Y\lvert\theta_1)\neq p(Y\lvert\theta_2) Identifizierbarkeit
praktische Rekonstruierbarkeit Überlapp der Verteilungen Kullback-Leibler-Divergenz, d′d'
robuste technische Schätzbarkeit erreichbare Varianz Fisher-Information, Cramér-Rao

Im quantenmechanischen Fall tritt an die Stelle der Fisher-Information die Quanten-Fisher-Information; Braunstein und Caves (1994) zeigen, dass die statistische Unterscheidbarkeit benachbarter Zustände eine Riemannsche Metrik auf dem Raum der Dichteoperatoren definiert.

5 Die Arbeitsgröße KK

5.1 Definition als effektives SNR

KK ist definiert als das effektive Signal-Rausch-Verhältnis desjenigen äquivalenten Gauß-Kanals, der dieselbe Fisher-Information über θ\theta liefert wie die betrachtete Messkette.

Damit ist

Ieff=log2(1+K)I_\text{eff} = \log_2(1+K) \tag{6}

im Ankerfall keine Näherung, sondern exakt die Shannon-Kapazität des äquivalenten Kanals.

5.2 Ankerfall: Herleitung aus der Fisher-Information

Für Y=s(θ)+NY=s(\theta)+N, N∼𝒩(0,σ2)N\sim\mathcal{N}(0,\sigma^2), gilt F(θ)=(∂θs)2/σ2F(\theta) = (\partial_\theta s)^2/\sigma^2 (7). Mit der dimensionslosen Definition K:=θ2F(θ)K := \theta^2 F(\theta) und

SNR:=s2σ2,C:=θs∂s∂θSNR := \frac{s^2}{\sigma^2}, \qquad C := \frac{\theta}{s}\frac{\partial s}{\partial \theta}

folgt exakt

K=SNR⋅C2.K = SNR\cdot C^2. \tag{8}

KK ist damit die Fisher-Information bezüglich lnθ\ln\theta, und CC ist die logarithmische Sensitivität (Elastizität) der Vorwärtskette. Wirken die weiteren Stufen als amplitudenskalierende Faktoren gi∈[0,1]g_i\in[0,1] ohne Änderung der Rauschleistung, gilt SNReff=SNR∏igi2SNR_\text{eff}=SNR\prod_i g_i^2 und

K=SNR⋅G(|q|a)⋅Dmat⋅γ⋅Rdir⋅C2.K = SNR\cdot G(\lvert q\rvert a)\cdot D_\text{mat}\cdot \gamma\cdot R_\text{dir}\cdot C^2. \tag{9}

Abbildung 2: K als effektives SNR. Der Ankerfall — alle Nebenfaktoren gleich eins — ist exakt die Shannon-Kapazität des äquivalenten Gauß-Kanals.
Faktor Bedeutung Wertebereich
SNRSNR Signal-Rausch-Verhältnis des Trägers ≥0\ge 0
G(|q|a)G(\lvert q\rvert a) Auflösungs- oder Strukturübertragungsfaktor [0,1][0,1]
DmatD_\text{mat} Material- und Ausbreitungsfaktor [0,1][0,1]
γ\gamma Kohärenzfaktor, γ=|g(1)|\gamma=\lvert g^{(1)}\rvert [0,1][0,1]
RdirR_\text{dir} Richtungsinformationsfaktor [0,1][0,1]
CC normierte Zustands-Signal-Kopplung reell

5.3 Satz 1 (Separierbarkeit)

Sei F(θ;p1,…,pn)F(\theta; p_1,\dots,p_n) auf einem zusammenhängenden Produktgebiet P1×…×PnP_1\times\dots\times P_n positiv und zweimal stetig differenzierbar. Dann sind äquivalent:

  1. F=∏i=1nfi(pi)F = \prod_{i=1}^{n} f_i(p_i) für geeignete Funktionen fi>0f_i>0;
  2. ∂2logF∂pi∂pj=0\dfrac{\partial^2 \log F}{\partial p_i\,\partial p_j}=0 für alle i≠ji\neq j. (10)

Beweis (Skizze). (1) ⇒\Rightarrow (2): logF=∑ilogfi(pi)\log F = \sum_i \log f_i(p_i), jeder Summand hängt von genau einer Variablen ab, also verschwinden alle gemischten zweiten Ableitungen. (2) ⇒\Rightarrow (1): Verschwinden alle gemischten zweiten Ableitungen einer C2C^2-Funktion auf einem zusammenhängenden Produktgebiet, so ist ∂logF/∂pi\partial\log F/\partial p_i eine Funktion allein von pip_i; Integration liefert logF=∑ihi(pi)+const\log F = \sum_i h_i(p_i) + \text{const}. ▫\square

Das Kriterium ist damit nicht hinreichend oder notwendig, sondern äquivalent zur Produktform. Es ist invariant unter koordinatenweisen Reparametrisierungen pi↦φi(pi)p_i\mapsto\varphi_i(p_i), nicht aber unter mischenden Transformationen. Ob zu einem gegebenen Modell eine mischende Reparametrisierung existiert, die logF\log F separabel macht, ist ein Randwertproblem derselben Art wie die Orthogonalisierung bei Cox und Reid (1987); es bleibt offen.

5.4 Satz 2 (Stufenfassung)

Für eine Kette θ→X0→X1→…→Xn\theta \to X_0 \to X_1 \to \dots \to X_n mit Fisher-Informationen FkF_k über θ\theta gilt stets die Teleskopdarstellung

Fn=F0∏k=1nηk,ηk:=FkFk−1∈[0,1].F_n = F_0 \prod_{k=1}^{n} \eta_k, \qquad \eta_k := \frac{F_k}{F_{k-1}} \in [0,1]. \tag{11}

Die Beschränkung ηk≤1\eta_k\le 1 folgt aus der Datenverarbeitungsungleichung für Fisher-Information (Zamir 1998). Die Produktdarstellung (11) ist deshalb trivial und für sich genommen ohne Aussagekraft. Die inhaltliche Behauptung des Rahmens lautet:

Die Stufeneffizienz ηk\eta_k hängt nur von den Parametern pkp_k der eigenen Stufe ab — nicht von vorgelagerten Parametern p<kp_{<k} und nicht vom Signalniveau.

Erst in dieser Fassung ist die Produktform eine prüfbare physikalische Aussage über die Kanalstruktur. Sie ist äquivalent zu Satz 1, angewandt auf die Parametergruppen der einzelnen Stufen.

5.5 Abgrenzung zu benachbarten Begriffen

Begriff Objekt Verhältnis zum Kriterium
Parameter-Orthogonalität (Cox & Reid 1987) Nebendiagonale iθλi_{\theta\lambda} der Fisher-Matrix zwischen Interessens- und Störparameter Logisch unabhängig: FθθF_{\theta\theta} kann in pp faktorisieren, während iθp≠0i_{\theta p}\neq 0 gilt, und umgekehrt. Gemeinsam ist nur die Frage nach einer geeigneten Reparametrisierung
Datenverarbeitungsungleichung (Zamir 1998) FF nimmt entlang einer Markov-Kette nicht zu Liefert ηk≤1\eta_k\le 1, aber keine Produktregel
Stam-Ungleichung, Kettenregel 1/J(X+Y)≥1/J(X)+1/J(Y)1/J(X+Y)\ge 1/J(X)+1/J(Y) bzw. additive Zerlegung Additiv, nicht multiplikativ. Die Information addiert sich invers, nicht als Produkt
Noise Coefficient (Chao, Ward & Ober 2012) Verhältnis der pixelweisen Fisher-Information zum idealen Poisson-Fall Dem Kriterium am nächsten: ein Wirkungsgrad pro Stufe. Aber signalabhängig definiert und ohne Aussage über die Kaskade — genau die Lücke, die Satz 2 schließt
Rauschzahl-Kaskade (Friis 1944) F=F1+(F2−1)/G1+…F = F_1 + (F_2-1)/G_1 + \dots Additiv mit Gewichtung durch die Verstärkung — der Standardfall einer Verletzung
Kaskadierte Detektoren, DQE (Rabbani, Shaw & Van Metter 1987; Cunningham & Shaw 1999) Signal- und Rauschleistungsdichte je Stufe Nächstverwandte Kettenzerlegung. Sie arbeitet mit zweiten Momenten statt mit Fisher-Information und hält fest, dass die DQE eines kaskadierten Systems im Allgemeinen keine multiplikative Kaskade von Einzel-DQE ist

5.6 Klassifikation der Vorwärtsmodelle

Klasse Vorwärtsmodell Kriterium (10) Beleg
A — exakt multiplikative Transmission s=s0(θ)∏ai(pi)s=s_0(\theta)\prod a_i(p_i), Rauschen aus genau einer Stufe, σ2\sigma^2 parameterunabhängig erfüllt logF=2log|∂θs0|+∑2logai−logσ2\log F = 2\log\lvert\partial_\theta s_0\rvert + \sum 2\log a_i - \log\sigma^2
A — exakt Poisson mit Verdünnung, λ=λ0(θ)∏ηi\lambda = \lambda_0(\theta)\prod\eta_i erfüllt binomiale Verdünnung erhält die Poisson-Form; F=(λ0′2/λ0)∏ηiF=(\lambda_0'^2/\lambda_0)\prod\eta_i
B — asymptotisch EMCCD bei hoher Verstärkung erfüllt mit konstantem Faktor 1/21/2 Überschussrauschfaktor →2\to\sqrt{2} (Robbins & Hadwen 2003)
B — asymptotisch Ein-Bit-Quantisierung bei kleinem SNR erfüllt mit Faktor 2/π2/\pi Mezghani, Antreich & Nossek (2010), WSA, DOI 10.1109/WSA.2010.5456454
C — verletzt Rauscheinkopplung an mehreren Stufen, σ2=∑kσk2∏j>kaj2\sigma^2=\sum_k\sigma_k^2\prod_{j>k}a_j^2 verletzt Friis-Struktur; Mischterme zwischen aja_j und σk\sigma_k
C — verletzt Übergang zwischen Schrot- und Leserauschen, σ2=ENF2λ+σr2\sigma^2=\mathrm{ENF}^2\lambda+\sigma_r^2 verletzt im Übergangsbereich numerisch in Abschnitt 14.7
C — verletzt Aperturbegrenzung: GG und RdirR_\text{dir} hängen beide von dd ab verletzt Doppelzählung derselben physikalischen Ressource
C — verletzt nichtlineare Kennlinie, Sättigung verletzt; bei Sättigung F=0F=0 F=h′(s)2s′2/σ2F=h'(s)^2 s'^2/\sigma^2 mit h′→0h'\to 0
C — verletzt verstärkungsabhängiges Rauschen σ2=σ02(1+ηg2)\sigma^2=\sigma_0^2(1+\eta g^2) verletzt numerisch in Abschnitt 14.4
C — verletzt EMCCD bei niedriger Verstärkung verletzt der Überschussrauschfaktor hängt von GG ab, das effektive Leserauschen ist σr/G\sigma_r/G; GG wirkt auf Signal- und Rauschterm zugleich
C — verletzt Quantisierung außerhalb der Grenzfälle, mittleres bis hohes SNR verletzt der Verlustfaktor hängt dann vom SNR ab und nicht mehr allein vom Quantisierer
C — verletzt allgemein heteroskedastisches Rauschen σ2(s)\sigma^2(s) verletzt Zusatzterm nach Gleichung (12)

Die Einordnung in diese drei Klassen stützt sich auf die durchsuchten Literaturstränge — Datenverarbeitungsungleichung, kaskadierte Systeme, Quantisierung, Detektorrauschen — und erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit über alle denkbaren Kanalklassen.

Der allgemeine Grund für Klasse C steht in einer Zeile: Für Y∼𝒩(s(θ),σ2(θ))Y\sim\mathcal{N}(s(\theta),\sigma^2(\theta)) gilt

F=(∂θs)2σ2+(∂θσ2)22σ4.F = \frac{(\partial_\theta s)^2}{\sigma^2} + \frac{(\partial_\theta\sigma^2)^2}{2\sigma^4}. \tag{12}

Der zweite Term fehlt in K=SNR⋅C2K=SNR\cdot C^2. Sobald ein Parameter gleichzeitig auf Signal und Rauschen wirkt, trägt er zu beiden Termen bei, und die Faktoren sind nicht mehr unabhängig kalibrierbar.

Konvention für den Überschussrauschfaktor. Robbins und Hadwen (2003) definieren den Überschussrauschfaktor als Amplitudengröße mit FENF→2F_\mathrm{ENF}\to\sqrt2 für hohe Verstärkung; andere Arbeiten, etwa Mortensen et al. (2010), nennen bereits die quadrierte Größe. In dieser Arbeit wird durchgehend die quadrierte Größe ENF2\mathrm{ENF}^2 als Varianzfaktor geführt: Die Varianz wächst um ENF2\mathrm{ENF}^2, die Fisher-Information fällt um 1/ENF21/\mathrm{ENF}^2. Für den EMCCD bei hoher Verstärkung gilt damit ENF2→2\mathrm{ENF}^2\to 2 und der Faktor 1/21/2 in Klasse B.

6 Richtung und signierter Fluss

Richtung wird relativ zu einer Achse, Apertur, Quelle, einem Detektor oder einer Grenzfläche bestimmt. Für eine Welle mit Wellenvektor kk und Beobachtungsachse ee:

ce=k⋅e|k|.c_e = \frac{k\cdot e}{\lvert k\rvert}. \tag{13}

Für zwei gegenläufige Komponenten entlang ee ist die signierte Richtungsbilanz

Φe=|A+|2−|A−|2|A+|2+|A−|2,KΦ=K⋅Φe.\Phi_e = \frac{\lvert A_+\rvert^2-\lvert A_-\rvert^2}{\lvert A_+\rvert^2+\lvert A_-\rvert^2}, \qquad K_\Phi = K\cdot\Phi_e. \tag{14}

Φe\Phi_e ist keine neue Größe, sondern der auf die Gesamtleistung normierte Nettofluss. Mit dem Reflexionsfaktor Γ=A−/A+\Gamma=A_-/A_+ und dem Stehwellenverhältnis s=(1+|Γ|)/(1−|Γ|)s=(1+\lvert\Gamma\rvert)/(1-\lvert\Gamma\rvert) gilt exakt

Φe=1−|Γ|21+|Γ|2=2s1+s2.\Phi_e = \frac{1-\lvert\Gamma\rvert^2}{1+\lvert\Gamma\rvert^2} = \frac{2s}{1+s^2}. \tag{15}

Damit ist Φe\Phi_e eine umskalierte VSWR-Angabe und in jeder HF-Messtechnik direkt messbar (numerisch geprüft in 14.5).

7 Auflösung und Wellenvektorübertrag

q=kout−kin,|q|a≳1,|q|=2ksin(Θ/2).q = k_\text{out}-k_\text{in}, \qquad \lvert q\rvert a\gtrsim 1, \qquad \lvert q\rvert = 2k\sin(\Theta/2). \tag{16}

Nahfeldmethoden, strukturierte Beleuchtung, Nichtlinearität, Mehrfachmessungen oder Priors erweitern diese Grenze. Sie sind keine Verletzung des Modells, sondern zusätzliche Informationskanäle, die explizit in die Messkette aufzunehmen sind.

7.1 Rayleigh und Sparrow als Schwellen für d′d'

Die klassischen Auflösungskriterien von Rayleigh, Sparrow und Abbe sind für inkohärente Punktquellen formuliert und setzen eine feste Schwelle: aufgelöst oder nicht. Die Fisher-Information kennt keine solche Schwelle; sie fällt stetig. Beide Beschreibungen lassen sich zusammenführen, statt eine gegen die andere auszuspielen.

Für zwei Punktquellen im Abstand Δ\Delta gilt lokal d′2≈F(Δ)Δ2d'^2 \approx F(\Delta)\,\Delta^2, und d′d' ist die normierte Trennbarkeit aus der Detektionstheorie. Ein klassisches Kriterium ist dann die Aussage, dass d′d' einen bestimmten Wert erreicht:

Kriterium klassische Fassung Fassung im Rahmen
Rayleigh erstes Minimum der einen Beugungsfigur fällt auf das Maximum der anderen d′d' überschreitet eine von Photonenzahl und Rauschmodell abhängige Schwelle
Sparrow der Einbruch zwischen den Maxima verschwindet strengere Schwelle derselben Größe
Abbe |q|a≳1\lvert q\rvert a\gtrsim 1 G(|q|a)G(\lvert q\rvert a) fällt unter einen Wert, bei dem KK unter ein Bit sinkt

Der Gewinn dieser Umformulierung ist praktisch: Die klassischen Kriterien kennen keine Photonenzahl. Sie sagen dasselbe für ein Bild mit zehn und für eines mit zehn Millionen Photonen. Die Fisher-Fassung sagt, wie viele Photonen nötig sind, damit zwei Zustände bei gegebener Apertur unterscheidbar werden — und das ist die Frage, die bei der Auslegung tatsächlich gestellt wird.

8 Materialantwort und Informationsverlust

R+T+A=1R+T+A=1 ist eine Energiebilanz, keine Informationsbilanz. Ein Spiegel erhält gerichtete Information; eine matte Oberfläche kann ähnlich viel Licht zurückwerfen und dabei Richtung und Phase diffus verteilen. DmatD_\text{mat} beschreibt, wie viel der für die Zustandsfrage nutzbaren Signalstruktur geordnet im Detektor ankommt.

9 Interferenz, Auslöschung und Stehwelle

Ψ=∑jAjexp[i(kj⋅x−ωjt+ϕj)],|Ψ|2=A12+A22+2A1A2cos(Δk⋅x−Δωt+Δϕ).\Psi = \sum_j A_j \exp[i(k_j\cdot x-\omega_j t+\phi_j)], \qquad \lvert\Psi\rvert^2 = A_1^2+A_2^2+2A_1A_2\cos(\Delta k\cdot x-\Delta\omega t+\Delta\phi). \tag{17}

Destruktive Interferenz bedeutet, dass Feldbeiträge am betrachteten Punkt vektoriell zu null addieren. Ein lokales Nullsignal ist kein globaler Abwesenheitsbeweis.

10 Lineare Überlagerung, lineare Zeitvarianz und nichtlineare Mischung

Medienklasse neue Feldfrequenzen? Mechanismus
linear, zeitinvariant (LTI) nein reine Superposition
linear, zeitvariant (LTV) ja parametrische Kopplung an die Zeitmodulation
nichtlinear ja Mischprodukte, Intermodulation

Morgenthaler (1958) löst die Maxwell-Gleichungen für Medien mit zeitabhängiger Permittivität und Permeabilität und zeigt, dass die Felder linear bleiben, wenn die Medienparameter nicht auf die Feldstärke reagieren, und dass eine monochromatische Welle dennoch eine Frequenzverschiebung erfährt. Parametrische Verstärker, Modulatoren, geschaltete Plasmen und zeitmodulierte Metamaterialien (Galiffi et al. 2022) gehören in diese Klasse. Mit Y=αX+βX2+γ3X3+…Y=\alpha X+\beta X^2+\gamma_3X^3+\dots entstehen dagegen Mischprodukte f1±f2f_1\pm f_2 und Intermodulation 2f1−f22f_1-f_2.

11 Elektromagnetischer Kern

∇⋅D=ρ,∇⋅B=0,∇×E=−∂tB,∇×H=J+∂tD.\nabla\cdot D=\rho,\quad \nabla\cdot B=0,\quad \nabla\times E=-\partial_t B,\quad \nabla\times H=J+\partial_t D. \tag{18}

Im linearen, isotropen, lokalen Grenzfall gelten D=εED=\varepsilon E, B=μHB=\mu H, J=σEJ=\sigma E. In anisotropen, dispersiven, nichtlinearen oder zeitabhängigen Medien sind ε\varepsilon, μ\mu, σ\sigma als Tensoren, Frequenzfunktionen, Faltungskerne oder nichtlineare Antwortfunktionen zu modellieren. In diesem Abschnitt bezeichnet μ\mu ausschließlich die Permeabilität; der Kohärenzfaktor heißt γ\gamma.

12 Digitalisierung

Ist QQ reine Nachverarbeitung desselben analogen Signals, gilt die Datenverarbeitungsungleichung

I(X;Ydigital)≤I(X;Yanalog).I(X;Y_\text{digital}) \le I(X;Y_\text{analog}). \tag{19}

Digitalisierung erzeugt keine physikalische Zustandsinformation, die weder im analogen Signal noch in Zusatzdaten, Priors oder weiteren Messungen enthalten ist.

13 Quantenmessung

p(y|θ)=Tr(ρθEy),Ey≥0,∑yEy=I.p(y\lvert\theta)=\operatorname{Tr}(\rho_\theta E_y), \qquad E_y\ge 0,\quad \sum_y E_y=I. \tag{20}

Die zugehörige Schätzgrenze ist die Quanten-Cramér-Rao-Schranke (Helstrom 1969); die Metrik der Unterscheidbarkeit ist bei Braunstein und Caves (1994) formuliert, mit FQ=maxPOVMFCF_Q=\max_\text{POVM} F_C. Eine zugängliche Gesamtdarstellung für die Anwendung gibt Paris (2009).

Die Quanten-Fisher-Information ist monoton unter vollständig positiven, spurerhaltenden Abbildungen; das ist die quantenmechanische Fassung der Datenverarbeitungsungleichung aus Abschnitt 12 und zugleich die Grundlage dafür, dass auch im Quantenfall ηk≤1\eta_k\le 1 gilt. Für Schätzgrenzen unter Rauschen gibt es einen allgemeinen Rahmen (Escher, de Matos Filho & Davidovich 2011); unter Dephasierung fällt die erreichbare Skalierung asymptotisch auf 1/N1/\sqrt N zurück, der Heisenberg-Vorteil geht verloren. Dekohärenz bedeutet, dass Phasenbeziehungen durch Kopplung an Detektor oder Umgebung praktisch unzugänglich werden; man betrachtet dann ρS=TrE(ρSE)\rho_S=\operatorname{Tr}_E(\rho_{SE}). Alle Purifikationen eines reduzierten Zustands sind durch Unitäre auf dem Hilfssystem verbunden (Hughston, Jozsa & Wootters 1993): Unendlich viele Gesamtzustände liefern dieselbe lokale Statistik. Das ist der quantenmechanische Fall von Gleichung (5).

14 Numerische Minimalmodelle

Zahlen aus werkzeuge/FORSCH-PROV0420_minimalmodelle_v0.2_2026-08-26_numerik.py (Seed 20260826, Modelle M1–M6) und …_v0.3_2026-10-05_numerik.py (Seed 20261005, Modelle M7–M10). Rohergebnisse: ergebnisse.json und ergebnisse_v0.3.json.

14.1 M1 — Gauß-Kanal, Fisher-Information, Cramér-Rao

Modell Y=Aθ+NY=A\theta+N, A=1,0A=1{,}0, σ=0,5\sigma=0{,}5, θ0=1,0\theta_0=1{,}0, n=200000n=200\,000.

Größe Wert Prüfung
FF analytisch 4,000 —
FF Monte-Carlo (Score-Varianz) 3,991 Abweichung 0,23 %
Cramér-Rao 1/F1/F 0,2500 —
empirische Varianz des ML-Schätzers 0,2494 Abweichung 0,23 %
K=SNR⋅C2K=SNR\cdot C^2 4,000 identisch mit θ2F\theta^2F
Ieff=log2(1+K)I_\text{eff}=\log_2(1+K) 2,322 bit Shannon-Anker
FF bei Kopplung C=0C=0 0 Gleichung (5)

14.2 M2 — Nullraum und Konditionierungs-Kontinuum

H=(110001)H=\begin{pmatrix}1&1&0\\0&0&1\end{pmatrix}, σ=0,1\sigma=0{,}1: Fisher-Eigenwerte {0;100;200}\{0;100;200\}, Nullraumrichtung (0,707;−0,707;0)(0{,}707;-0{,}707;0). Ersetzt man den exakten Nullraum durch einen kleinen Singulärwert ϵ\epsilon, wächst die Cramér-Rao-Schranke wie 1/ϵ1/\epsilon (von 0,1 bei ϵ=1\epsilon=1 auf ≈1,0⋅105\approx 1{,}0\cdot10^{5} bei ϵ=10−6\epsilon=10^{-6}).

Abbildung 3: Rangverlust ist ein Kontinuum, kein Schalter.

Entscheidend ist das Singulärwertspektrum im Verhältnis zum Rauschniveau — die Picard-Bedingung der Theorie inverser Probleme (Bertero & Boccacci 1998).

14.3 M3 — Zwei-Sensor-Richtungsmodell

τ=dsinθ/v\tau=d\sin\theta/v, v=343v=343 m/s, στ=2\sigma_\tau=2 µs, n=40000n=40\,000 je Punkt.

dd [m] θ\theta [°] σθ\sigma_\theta Monte-Carlo [°] σθ\sigma_\theta analytisch [°] F(θ)F(\theta)
0,00 beliebig — — 0
0,05 0 0,787 0,786 5,31⋅1035{,}31\cdot10^{3}
0,05 30 0,906 0,908 3,98⋅1033{,}98\cdot10^{3}
0,05 60 1,590 1,572 1,33⋅1031{,}33\cdot10^{3}
0,20 0 0,197 0,197 8,50⋅1048{,}50\cdot10^{4}
0,20 30 0,227 0,227 6,37⋅1046{,}37\cdot10^{4}
0,20 60 0,395 0,393 2,12⋅1042{,}12\cdot10^{4}

Median der relativen Abweichung 0,20 %, Maximum 3,4 %.

Abbildung 4: Zwei-Sensor-Richtung; d=0 liefert keine Richtungsinformation.

14.4 M4 — Bruch der Produktform bei verstärkungsabhängigem Rauschen

σ2(g)=σ02(1+ηg2)\sigma^2(g)=\sigma_0^2(1+\eta g^2), σ0=0,2\sigma_0=0{,}2, η=0,05\eta=0{,}05. Die wahre Fisher-Information sättigt bei 500, die bei g0=1g_0=1 kalibrierte Produktform wächst wie g2g^2.

Verstärkung gg Verhalten relative Abweichung
0,1 … 1,71 Produktform brauchbar < 10 %
10 Produktform überschätzt 436 %
Abbildung 5: Gültigkeitsbereich der Produktform.

14.5 M5 — Signierte Flussbilanz und Stehwellenverhältnis

Identität (15) geprüft über |Γ|∈[0;0,999]\lvert\Gamma\rvert\in[0;0{,}999]; maximale Abweichung 2,2⋅10−162{,}2\cdot10^{-16} (Maschinengenauigkeit).

|Γ|\lvert\Gamma\rvert VSWR ss Φe\Phi_e
0,0 1,0 1,000
0,2 1,5 0,923
0,5 3,0 0,600
→1\to 1 →∞\to\infty →0\to 0

14.6 M7 — Stufeneffizienz in der Kaskade

Poisson-Quelle θ=1000\theta=1000 Photoelektronen, drei Transmissionsstufen mit nominalen η=(0,80;0,60;0,50)\eta=(0{,}80;\,0{,}60;\,0{,}50), Leserauschen σr\sigma_r am Ende der Kette. Gemessen wird ηkeff=Fk/Fk−1\eta_k^\text{eff}=F_k/F_{k-1}.

σr\sigma_r [e−\mathrm{e}^-] η1eff\eta_1^\text{eff} η2eff\eta_2^\text{eff} η3eff\eta_3^\text{eff} maximale Abweichung von der Nominaltransmission
0 0,800 0,600 0,500 0,0005
5 0,795 0,588 0,477 0,023
50 0,679 0,399 0,272 0,228
200 0,643 0,363 0,252 0,249
Abbildung 6: Die Stufeneffizienz ist keine Eigenschaft der Stufe allein, sobald Rauschen am Kettenende eingekoppelt wird.

Das ist Satz 2 in Zahlen. Ohne Leserauschen ist ηkeff\eta_k^\text{eff} exakt die nominale Transmission der eigenen Stufe, die Produktform gilt. Mit Leserauschen hängt η3\eta_3 davon ab, wie viel Signal die Stufen 1 und 2 übrig gelassen haben — die Stufeneffizienz ist dann keine Stufeneigenschaft mehr, und die Faktoren sind nicht getrennt kalibrierbar.

14.7 M8 — Separierbarkeitskarte

Gemischte zweite Ableitung ∂2logF/∂lnλ∂lnσr\partial^2\log F/\partial\ln\lambda\,\partial\ln\sigma_r über Signalniveau und Leserauschen, Gitter 120 × 120 über λ∈[1;105]\lambda\in[1;10^5] e−\mathrm{e}^- und σr∈[0,1;300]\sigma_r\in[0{,}1;300] e−\mathrm{e}^-.

λ\lambda [e−\mathrm{e}^-] σr\sigma_r [e−\mathrm{e}^-] |∂2logF|\lvert\partial^2\log F\rvert Regime
10 1,0 0,173 Übergang
10 102 0,002 leselimitiert
962 1,0 0,002 schrotlimitiert
962 9,7 0,163 Übergang
100 000 9,7 0,002 schrotlimitiert
100 000 102 0,178 Übergang
Abbildung 7: Separierbarkeitskarte. In den hellen Bereichen ist die Produktform zulässig, im dunklen Diagonalband nicht.

Bei einer Schwelle von 0,05 sind 58 % der betrachteten Parameterfläche separabel. Die Struktur ist aufschlussreich: Separabilität gilt in den beiden asymptotischen Regimen — klar schrotlimitiert oder klar leselimitiert — und bricht im Übergangsband λ≈σr2\lambda\approx\sigma_r^2. Die Produktform ist also kein Entweder-oder, sondern eine Eigenschaft des Arbeitspunkts. Für die Praxis heißt das: Die Faktorisierung ist dort zulässig, wo ein Rauschbeitrag deutlich dominiert.

14.8 M9 — Qubit unter Dephasierung

Zustand ρ=12(I+r(cosφσx+sinφσy))\rho=\tfrac12(I+r(\cos\varphi\,\sigma_x+\sin\varphi\,\sigma_y)) mit r=e−Γtr=e^{-\Gamma t}, Γ=1\Gamma=1.

Größe Wert
FQ(φ)F_Q(\varphi) r2=e−2Γtr^2 = e^{-2\Gamma t}
FQ(ω)F_Q(\omega) bei φ=ωt\varphi=\omega t t2e−2Γtt^2e^{-2\Gamma t}
optimale Einzelzeit bei fester Gesamtzeit, theoretisch t*=1/(2Γ)=0,500t^*=1/(2\Gamma)=0{,}500
dieselbe Größe, numerisch 0,500
FQF_Q bei t*t^* 0,3679
FCF_C einer projektiven Messung mit φ−α=90°\varphi-\alpha=90° 0,3679 (erreicht FQF_Q bis auf Gitterauflösung 4⋅10−64\cdot10^{-6})
FCF_C bei φ−α=0°\varphi-\alpha=0° 0
Abbildung 8: Quanten- gegen klassische Fisher-Information. Die Messachse entscheidet, ob die erreichbare Information ausgeschöpft wird.

Zwei Lehren für den Rahmen. Erstens ist Nichtunterscheidbarkeit im Quantenfall messungsrelativ: Bei φ−α=0\varphi-\alpha=0 ist FC=0F_C=0, obwohl FQ>0F_Q>0 — die Information ist im Zustand vorhanden und im gewählten Kanal nicht zugänglich. Zweitens zeigt logFQ(ω)=2logt−2Γt\log F_Q(\omega)=2\log t-2\Gamma t mit ∂2/∂t∂Γ=−2≠0\partial^2/\partial t\,\partial\Gamma=-2\neq 0, dass das Separierbarkeitskriterium in den Parametern (t,Γ)(t,\Gamma) verletzt, in (t,D=e−Γt)(t, D=e^{-\Gamma t}) dagegen erfüllt ist. Die Zulässigkeit der Produktform hängt an der Wahl der Parametrisierung.

14.9 M10 — Spaltversuch, vollständig durchgerechnet

Einzelspalt, a0=150a_0=150 µm, λ=650\lambda=650 nm, L=1,00L=1{,}00 m, Pixel 1,55 µm, 4096 Pixel, Leserauschen 3 e−\mathrm{e}^-, Konversion 1 e−\mathrm{e}^-/ADU, Spitzensignal 4000 e−\mathrm{e}^-, Pixelintegration mit 16 Stützstellen.

Größe Wert
Fraunhofer-Kennzahl a2/(λL)a^2/(\lambda L) 0,035 (Bedingung erfüllt)
Ort von |q|a=1\lvert q\rvert a = 1 0,690 mm
erstes Minimum 4,333 mm
Fisher-Information F(a)F(a) 7,86⋅10147{,}86\cdot10^{14} m−2\mathrm{m}^{-2}
Cramér-Rao-Schranke σa\sigma_a 35,7 nm
Monte-Carlo-Standardabweichung des ML-Schätzers (n=2000n=2000) 35,2 nm
Cramér-Rao-Effizienz 1,03
Abbildung 9: Vorwärtsmodell des Spaltversuchs und erreichbare Genauigkeit der Spaltbreitenschätzung.

Die Spaltbreite ist bei diesem Aufbau auf etwa 36 nm genau schätzbar, also auf 2,4⋅10−42{,}4\cdot10^{-4} ihres Werts. Das ist der entscheidende Punkt für das Versuchsprogramm: Die Messgenauigkeit ist nicht durch die Pixelgröße begrenzt, sondern durch Photonenstatistik und Modelltreue.

Zur empirischen Prüfung des Separierbarkeitskriteriums dient die Abhängigkeit von Belichtung und Leserauschen:

Belichtung (Skalenfaktor) F(a)F(a) bei σr=1\sigma_r=1 bei σr=3\sigma_r=3 bei σr=10\sigma_r=10 bei σr=30\sigma_r=30
0,1 7,89⋅10137{,}89\cdot10^{13} 7,29⋅10137{,}29\cdot10^{13} 4,12⋅10134{,}12\cdot10^{13} 9,35⋅10129{,}35\cdot10^{12}
1,0 7,92⋅10147{,}92\cdot10^{14} 7,86⋅10147{,}86\cdot10^{14} 7,20⋅10147{,}20\cdot10^{14} 4,31⋅10144{,}31\cdot10^{14}
10 7,93⋅10157{,}93\cdot10^{15} 7,92⋅10157{,}92\cdot10^{15} 7,85⋅10157{,}85\cdot10^{15} 7,26⋅10157{,}26\cdot10^{15}

Bei hoher Belichtung ist FF praktisch proportional zur Belichtung und vom Leserauschen unabhängig — die Produktform gilt. Bei niedriger Belichtung koppeln beide Parameter: Der Abfall von σr=1\sigma_r=1 auf 30 beträgt dort Faktor 8,4, bei zehnfacher Belichtung nur noch Faktor 1,09. Genau diese gemischte Abhängigkeit ist im Labor messbar und ist der Prüfplan aus Abschnitt 19.

15 Falsifizierbarkeit

Nr. Falsifikationsfall Status v0.3
1 Strukturinformation bei |q|a≪1\lvert q\rvert a\ll 1 ohne Nahfeld, Nichtlinearität, Priors, Mehrfachmessung oder Superresolution-Mechanismus unverändert
2 Richtungsrekonstruktion aus einem Signal mit p(Y|k1)=p(Y|k2)p(Y\lvert k_1)=p(Y\lvert k_2) ohne zusätzlichen Messkanal numerisch belegt in 14.3
3 Neue Feldfrequenzen in einem nachweislich linearen und zeitinvarianten Medium ohne nichtlineare Detektion LTV-Medien ausgenommen (Abschnitt 10)
4 Stabile Interferenz bei tatsächlich fehlender Kohärenz unverändert
5 Rekonstruktion verlorener analoger Information aus reiner Quantisierung ohne Zusatzinformation unverändert
6 Energie- oder Informationsbilanz, die nicht durch Reflexion, Transmission, Absorption, Streuung, Frequenzumwandlung oder interne Freiheitsgrade geschlossen werden kann unverändert
7 Produktform (9) trifft in einem System zu, in dem Kriterium (10) nachweislich verletzt ist prüfbar nach 14.7 und Abschnitt 19
8 Neu: Eine Stufeneffizienz ηk\eta_k bleibt über Variation vorgelagerter Parameter konstant, obwohl das Rauschmodell mehrstufige Einkopplung ausweist würde Satz 2 widerlegen

16 Wiener Linie und Wissenschaftsphilosophie der Messbarkeit

Der Rahmen steht in einer Traditionslinie, die in Wien beginnt und über den Operationalismus zur modernen modellbasierten Messtheorie führt. Diese Einordnung ist keine Verzierung: Sie entscheidet darüber, welchen Anspruch das Kriterium erheben darf.

Position Kernthese Standardkritik Was davon trägt
Mach (Analyse der Empfindungen 1886; Denkökonomie) Physikalische Begriffe sind ökonomische Zusammenfassungen von Elementen; Atome sind entbehrlich Planck 1908/09; die spätere Bestätigung des Atomismus durch Perrin und Einstein Denkökonomie als minimale Parametrisierung — aber keine Beschränkung auf Beobachtbares, denn θ\theta darf theoretisch sein
Boltzmann (Bildtheorie, Populäre Schriften 1905) Theorien sind Bilder oder Modelle; mehrere Bilder können dieselben Phänomene darstellen — Nichtidentifizierbarkeit ist genau dieser Modellpluralismus in statistischer Fassung. Boltzmann ist der nächste Ahnherr des Rahmens
Bridgman (The Logic of Modern Physics 1927) Ein Begriff ist gleichbedeutend mit der zugehörigen Menge von Operationen Jede neue Messmethode erzeugt einen neuen Begriff; theoretische Begriffe bleiben unerklärt Der Rahmen vermeidet die Falle: θ\theta ist modelltheoretisch definiert, der Messkanal ist nur Prüfinstanz. Der Kernsatz ist ein Ausschlusskriterium, keine Bedeutungsdefinition
Wiener Kreis: Carnap (Testability and Meaning 1936/37), Neurath, Schlick Verifikations- beziehungsweise Bestätigbarkeitskriterium der Sinnhaftigkeit Hempel 1950: zu streng für Allsätze, zu liberal bei Disjunktionen Tragfähig ist Carnaps Übergang von Verifizierbarkeit zu gradueller Bestätigbarkeit — das Gegenstück zu KK als graduiertem Maß. Nicht tragfähig ist ein Sinnkriterium für Sätze
Schrödinger (1935) Verschränkung; der Erwartungskatalog des Teilsystems ist unvollständig — Information liegt nur im Gesamtzustand vor: Abschnitt 13
Tal, Measurement in Science (SEP); modellbasierte Messtheorie Messung ist Prozess plus Modell; Indikation und Messergebnis sind zu trennen — Der Rahmen ist eine modellbasierte Theorie: YY = Indikation, θ̂\hat\theta = Ergebnis, p(Y|θ)p(Y\lvert\theta) = Modell
Repräsentationale Messtheorie (Krantz, Luce, Suppes & Tversky 1971) Messung als Homomorphismus empirischer in numerische Relationen; Eindeutigkeitssätze setzt beobachtbare Relationen voraus Eindeutigkeitssätze entsprechen den Äquivalenzklassen der Beobachtungsäquivalenz
GUM (JCGM 100:2008), VIM Unsicherheitsfortpflanzung mit Sensitivitätskoeffizienten ci=∂f/∂xic_i=\partial f/\partial x_i Linearisierung CC ist ein normierter Sensitivitätskoeffizient; 1/F1/F entspricht der Unsicherheit vom Typ A an der Cramér-Rao-Grenze
Unterbestimmtheit (Duhem, Quine 1951); Eichfreiheit Daten bestimmen Theorien nicht eindeutig; Eichrichtungen sind physikalisch redundant — Eichrichtungen sind exakte Nullrichtungen der Fisher-Matrix; die identifizierbare Struktur ist der Quotient

Position des Rahmens. Er ist eine modellbasierte, informationsmetrische Messtheorie. Von Mach übernimmt er die Ökonomie, von Boltzmann den Modellpluralismus, von Carnap die Graduierung. Den Operationalismus vermeidet er, weil er Bedeutung nicht über Operationen definiert, sondern nur ausschließt, was kein Kanal unterscheiden kann. Der klassische Einwand gegen Mach — Atome waren nicht direkt beobachtbar und existieren trotzdem — trifft ihn nicht: Atome waren über geeignete Kanäle, etwa die Brownsche Bewegung, identifizierbar. Nichtidentifizierbarkeit ist kanalrelativ, nicht absolut. Dieser Satz ist die philosophische Pointe des Rahmens und zugleich seine Schutzklausel gegen jede positivistische Überdehnung.

17 Abgrenzung zur Beobachtbarkeitstheorie und zu benachbarten Rahmen

Rahmen Objekt Stochastisch Graduiert Physikalische Kettenzerlegung Verhältnis
Hadamard, Tikhonov, Bertero & Boccacci Wohlgestelltheit, Regularisierung teilweise über Singulärwerte nein Nichtidentifizierbarkeit entspricht dem Kern des Vorwärtsoperators
Identifizierbarkeit (Koopmans; Rothenberg 1971) Beobachtungsäquivalenz ja lokal über die Fisher-Matrix nein Liefert den Kernsatz; hier liegt keine Neuheit
Schätztheorie (Kay 1993; Van Trees 1968) Cramér-Rao, Fisher-Information ja ja nein liefert K=θ2FK=\theta^2F
Kalman-Beobachtbarkeit Rang der Beobachtbarkeitsmatrix nein binär nein im linear-gaußschen Fall ist die Fisher-Information des Anfangszustands die mit R−1R^{-1} gewichtete Beobachtbarkeits-Gramsche; voller Rang ⇔\Leftrightarrow FF regulär
Hermann & Krener (1977) lokal schwache Beobachtbarkeit, Rangbedingung für Lie-Ableitungen nein binär nein differentielle Fassung; Nullrichtungen sind nichtidentifizierbare Richtungen
Empirische Gramsche, Maße der Unbeobachtbarkeit (Krener & Ide 2009) graduierte Beobachtbarkeit teilweise ja nein nächste graduierte Konkurrenzformulierung
Strukturelle Identifizierbarkeit (Bellman & Åström 1970) Parameter aus idealen Daten nein binär nein Grenzfall SNR→∞SNR\to\infty
Praktische Identifizierbarkeit, Profile Likelihood (Raue et al. 2009) endliche, verrauschte Daten ja ja nein methodisch nächstverwandt
Kaskadierte DQE-Theorie Signal- und Rauschleistung je Stufe ja ja ja nächstverwandte Kettenzerlegung; verneint die allgemeine Produktform

Saubere Abgrenzung. Kalman- und Hermann-Krener-Beobachtbarkeit beantworten, ob Zustände aus rauschfreien Ausgangsverläufen eines dynamischen Systems unterscheidbar sind. Der vorliegende Rahmen fragt, wie viel Information über θ\theta jede physikalische Stufe einer statischen oder quasistatischen Messkette unter Rauschen durchlässt, und ob diese Durchlässigkeit stufenweise faktorisierbar ist. Im linear-gaußschen Fall fallen Rangbedingung und Regularität der Fisher-Matrix zusammen; diese Äquivalenz wird hier ausdrücklich als bekannt zitiert und nicht als Ergebnis ausgegeben.

Neu gegenüber allen genannten Rahmen sind drei Punkte: die Zuordnung der Stufen zu physikalischen Teiltheorien, das Kriterium für die Zulässigkeit der Produktform, und die Behandlung der Quantenstufe mit dem Unterschied zwischen POVM-gebundener und erreichbarer Information.

18 Realbeispiele

Beispiel Lehre für Messbarkeit
Spiegel gegen matte Wand Reflexionsenergie ist nicht gleich gerichtete Information
klares Glas gegen Milchglas Transparenz ist nicht gleich Strukturübertragung
Mikrofonarray Richtung entsteht aus Laufzeit- oder Phasendifferenzen, nicht aus einem lokalen Pegel
Radar (zivil: Navigation, Wetter) Entfernung, Doppler und Richtung sind verschiedene Informationskanäle
Sonar (zivil: Bathymetrie, Fischerei) Mehrwege können Information liefern oder Mehrdeutigkeit erzeugen
Wirbelstromprüfung Ein Defekt wird über veränderte elektromagnetische Rückwirkung rekonstruiert, nicht gesehen
Digitalkamera Ein Pixelwert ist Ergebnis von Optik, Sensor, Verstärkung, Quantisierung und Verarbeitung; Sättigung erzeugt Informationsverlust
Doppelspalt Welche-Weg-Information und Interferenzfähigkeit sind über Messoperatoren und Kohärenz zu beschreiben
parametrischer Verstärker neue Frequenzen ohne Nichtlinearität; Zeitvarianz ist ein eigener Kanal
gekühlte gegen ungekühlte Kamera derselbe Sensor wechselt zwischen schrot- und leselimitiertem Regime — und damit zwischen separabel und nicht separabel

19 Versuchsprotokoll: optischer Spaltversuch

Das Protokoll ist so angelegt, dass es in einer Werkstatt mit 3D-Druck, Laserdiode und Kamerasensor ohne Laborausstattung durchführbar ist. Es prüft zwei Dinge: den Strukturübertragungsfaktor G(|q|a)G(\lvert q\rvert a) und das Separierbarkeitskriterium.

19.1 Aufbau

Komponente Spezifikation Begründung
Lichtquelle Laserdiode 635–650 nm, Klasse 2 (≤1\le 1 mW) reicht mit Graufiltern vollständig aus; Klasse 2 hält den Aufwand nach EN 60825-1 gering
Spalte kommerzieller Spaltsatz oder zwei Rasierklingen auf Mikrometerschlitten, 50–300 µm FDM- und Resin-Druck liefern unter 100 µm keine definierten Kanten
Abstand L=1,00L = 1{,}00 m, gemessen auf ±2\pm 2 mm Fraunhofer-Bedingung a2/(λL)≪1a^2/(\lambda L)\ll 1, hier 0,035
Sensor Monochrom-CMOS mit RAW-Ausgabe, Pixel bekannt Bayer-Matrix halbiert sonst die effektive Abtastung
Tubus und Blenden 3D-Druck, mattschwarz, mehrere Streulichtblenden Streulicht erzeugt Offset und senkt die Modulation
Graufilter ND-Reihe Belichtungsreihe ohne Änderung der Geometrie

19.2 Kalibrierung vor der Messung

  1. Photon-Transfer-Kurve nach EMVA 1288: Konversionsverstärkung gg, Leserauschen σr\sigma_r, Linearität und Full Well bestimmen. Ergebnis ist das Rauschmodell σ2(μ)=μ/g+σr2\sigma^2(\mu)=\mu/g+\sigma_r^2, das jede folgende Fisher-Rechnung trägt.
  2. Linearitätsnachweis: ausschließlich RAW verwenden; Gammakorrektur und JPEG-Verarbeitung machen aus dem Modell eine nichtlineare Kennlinie und verletzen das Kriterium aus Klasse C.
  3. Pixelmaßstab: über Datenblatt und zusätzlich über ein Gitter bekannter Konstante prüfen.
  4. Dunkelbilder bei derselben Temperatur und Belichtungszeit.
  5. MTF des Systems nach ISO 12233:2024 — ausdrücklich mit LED-Beleuchtung, nicht mit dem Laser: Die Norm setzt inkohärente Abbildung voraus, unter kohärenter Beleuchtung gelten andere Grenzfrequenzen und Kanten zeigen Überschwinger.

19.3 Messreihen

Reihe Variation Zweck
R1 Spaltbreite aa in 6–8 Stufen von 50 bis 300 µm G(|q|a)G(\lvert q\rvert a) über den Bereich |q|a=0…10\lvert q\rvert a = 0\dots10
R2 Belichtungszeit in 3 Dekaden bei festem aa Signalniveau λ\lambda
R3 Verstärkung beziehungsweise Leserauschen in 3–4 Stufen σr\sigma_r
R4 je Arbeitspunkt 30 Wiederholungen mit Neujustage Reproduzierbarkeit und empirische Varianz

19.4 Auswertung

  1. Vorwärtsmodell μk(a)\mu_k(a) als Pixelintegral von sinc2\operatorname{sinc}^2 aufstellen, nicht die Punktformel verwenden.
  2. aa je Einzelbild per Maximum-Likelihood schätzen; empirische Varianz gegen 1/F(a)1/F(a) halten (Cramér-Rao-Effizienz). Die Simulation in 14.9 erwartet σa≈36\sigma_a\approx 36 nm bei a=150a=150 µm.
  3. Aus R2 × R3 die Fläche logF(lnλ,lnσr)\log F(\ln\lambda, \ln\sigma_r) aufnehmen und die gemischten zweiten Differenzen bilden. Erwartung nach 14.7: nahe null im schrot- und im leselimitierten Regime, deutlich von null verschieden im Übergang.
  4. Aus R1 den Strukturübertragungsfaktor als Verhältnis von gemessenem zu idealem Kontrast über |q|a\lvert q\rvert a auftragen.

19.5 Erwartete Ergebnisse und Falsifikation

Bestätigt wäre der Rahmen, wenn die gemischte Ableitung im Übergangsbereich signifikant von null abweicht und in den Asymptoten nicht. Widerlegt wäre Satz 2, wenn die Stufeneffizienzen über alle Arbeitspunkte konstant blieben, obwohl die Photon-Transfer-Kurve mehrstufige Rauscheinkopplung ausweist.

19.6 Laserschutz

Regelwerk Inhalt
EN 60825-1:2014 + A11:2021 (IEC 60825-1:2014 Ed. 3.0 + AMD1/AMD2:2017) Klassifizierung und Grenzwerte zugänglicher Strahlung; Klasse 2 im Sichtbaren bis 1 mW. Eine IEC-Ausgabe 4 ist in Arbeit und noch nicht veröffentlicht
IEC TR 60825-14:2022 (Ed. 2.0) Leitfaden für Anwender, Gefährdungsbeurteilung
ISO 12233:2024 Auflösung und Ortsfrequenzgang; löst die Ausgabe 2023 ab und trägt einen geänderten Titel
Richtlinie 2006/25/EG, in Österreich VOPST Expositionsgrenzwerte am Arbeitsplatz
EN 208 Justierbrillen für den sichtbaren Bereich

Wer die Optik eines klassifizierten Lasermoduls verändert oder entfernt, muss neu klassifizieren und gilt im Sinne der Norm als Hersteller. Die genauen Grenzwerte sind der Normtabelle zu entnehmen, nicht Sekundärquellen.

20 Diskussion

Der Nutzen des Rahmens liegt in der systematischen Trennung von Signal, Energie, Information, Richtung, Materialantwort und Entscheidung. Ein helles Bild ist nicht automatisch informationsreich. Ein Nullsignal ist nicht automatisch Abwesenheit. Eine digitale Rekonstruktion ist nicht automatisch physikalisch eindeutig.

Gegenüber Version 0.2 verschiebt sich der Beitrag ein zweites Mal. Dort war KK hergeleitet, aber die Gültigkeit der Produktform offen. Hier ist sie für die wichtigsten Kanalklassen entschieden, und das Ergebnis ist unbequemer, als es die Produktform nahelegt: Faktorisierbarkeit ist keine Eigenschaft des Systems, sondern des Arbeitspunkts. Dieselbe Kamera ist bei heller Beleuchtung separabel und im Dämmerlicht nicht. Das ist keine Schwäche der Darstellung, sondern eine Aussage über Messketten, und sie ist messbar.

Der mathematische Kern bleibt die Messverteilung p(Y|θ)p(Y\lvert\theta). KK ist ein Diagnosewerkzeug für den Ingenieursgebrauch, nicht der theoretische Kern.

21 Grenzen

Erstens ist dies keine neue Fundamentaltheorie. Zweitens ist der Kernsatz nicht neu, sondern übernommen. Drittens ist KK außerhalb des Gauß-Ankerfalls eine Näherung. Viertens ist die Klassifikation in Abschnitt 5.6 nicht erschöpfend; sie deckt die untersuchten Kanalklassen ab. Fünftens garantiert prinzipielle Unterscheidbarkeit keine praktische Rekonstruierbarkeit. Sechstens meint Information hier physikalische Zustandsunterscheidbarkeit, nicht Bedeutung. Siebtens sind alle zehn Minimalmodelle Simulationen mit bekannten Vorwärtsmodellen; der Versuch aus Abschnitt 19 ist geplant, aber nicht durchgeführt. Achtens ist die Literaturrecherche begrenzt: „in der Literatur nicht gefunden” heißt nicht „existiert nicht”. Neuntens sind nicht alle Literaturangaben am Werk geprüft; Anhang I weist offene Angaben einzeln aus.

22 Schlussfolgerung

Messbarkeit ist unterscheidbare Zustandsabhängigkeit innerhalb einer realen physikalischen Messkette. Der Ausgangspunkt — p(Y|θ1)=p(Y|θ2)p(Y\lvert\theta_1)=p(Y\lvert\theta_2) schließt eindeutige Rekonstruktion aus — ist die Beobachtungsäquivalenz der Identifizierbarkeitstheorie und wird hier übernommen, nicht beansprucht. Der eigene Beitrag ist die Stufenzerlegung einer physikalischen Messkette und das Kriterium, das angibt, wann sie multiplikativ zusammengefasst werden darf.

Die kürzeste Fassung: Messbarkeit ist unterscheidbare Zustandsabhängigkeit — und die Produktform gilt genau so weit, wie ihre Faktoren einander nicht heimlich enthalten. Ob sie das tun, entscheidet der Arbeitspunkt, nicht das Gerät.


Anhang A — Symboltabelle

Symbol Bedeutung
X0X_0, θ\theta, YY Ausgangszustand, zu schätzender Parameter, Messergebnis
HfieldH_\text{field}, HmatH_\text{mat}, HmixH_\text{mix}, HmeasureH_\text{measure}, QQ Kettenoperatoren und Entscheidungsstufe
SNRSNR Signal-Rausch-Verhältnis
qq, aa Wellenvektorübertrag, Strukturgröße
G(|q|a)G(\lvert q\rvert a) Strukturübertragungsfaktor
CC normierte Zustands-Signal-Kopplung (Elastizität); geht als C2C^2 ein
DmatD_\text{mat} Material- und Ausbreitungsfaktor
γ\gamma Kohärenzfaktor |g(1)|\lvert g^{(1)}\rvert (in v0.1 noch μ\mu)
RdirR_\text{dir} Richtungsinformationsfaktor
cec_e Richtungskosinus (in v0.1 noch ses_e)
Φe\Phi_e signierte Richtungsbilanz (in v0.1 noch SeS_e)
KK, KΦK_\Phi effektives SNR θ2F(θ)\theta^2F(\theta); signierte Fassung
F(θ)F(\theta), FQF_Q Fisher-Information, Quanten-Fisher-Information
ηk\eta_k Stufeneffizienz Fk/Fk−1F_k/F_{k-1}
Γ\Gamma, ss Reflexionsfaktor, Stehwellenverhältnis
ENF\mathrm{ENF} Überschussrauschfaktor. Konvention: hier durchgehend als Varianzfaktor ENF2\mathrm{ENF}^2 geführt; Robbins & Hadwen (2003) definieren die Amplitudengröße FENF=2F_\mathrm{ENF}=\sqrt2

Anhang B — Geltungsbereiche zentraler Formeln

Formel Gültigkeitsbereich Vorsicht bei
λ=v/f\lambda=v/f harmonische Wellen mit definierter Phasengeschwindigkeit starke Dispersion
|k|=2π/λ\lvert k\rvert=2\pi/\lambda ebene oder lokal ebene Wellen stark lokalisierte Felder
q=kout−kinq=k_\text{out}-k_\text{in} Streuung, Reflexion, Beugung mit definierbaren Wellenvektoren stark diffuse Felder
|q|a≳1\lvert q\rvert a\gtrsim 1 grobe Strukturauflösung Nahfeld, Superresolution, starke Priors
R+T+A=1R+T+A=1 passive lineare Systeme ohne Verstärkung aktive Medien, Frequenzkonversion, zeitvariante Medien
I(X;Ydigital)≤I(X;Yanalog)I(X;Y_\text{digital})\le I(X;Y_\text{analog}) reine Nachverarbeitung Priors, Trainingsdaten, Sensorfusion
p(y|θ)=Tr(ρθEy)p(y\lvert\theta)=\operatorname{Tr}(\rho_\theta E_y) Standardform der Messwahrscheinlichkeiten keine vollständige Interpretation des Messproblems
K=SNR⋅C2K=SNR\cdot C^2 skalarer Gauß-Kanal jede Kopplung von Signal und Rauschen
K=∏κiK=\prod\kappa_i nur bei erfüllter Separierbarkeit (10); Klasse A exakt, B asymptotisch Klasse C: mehrstufiges Rauschen, Apertur, Nichtlinearität, Übergangsregime
ηk\eta_k stufeneigen Klasse A sobald Rauschen am Kettenende dominiert (14.6)
Φe=2s/(1+s2)\Phi_e=2s/(1+s^2) zwei gegenläufige Komponenten entlang einer Achse Mehrmodenfelder
FQ=e−2ΓtF_Q=e^{-2\Gamma t} Qubit, reine Dephasierung, Phasenschätzung zusätzliche Relaxation, Mehrqubit-Systeme

Anhang C — Reproduktion

cd werkzeuge
python3 FORSCH-PROV0420_minimalmodelle_v0.2_2026-08-26_numerik.py   # M1-M6, Seed 20260826
python3 FORSCH-PROV0420_minimalmodelle_v0.3_2026-10-05_numerik.py   # M7-M10, Seed 20261005

Abhängigkeiten: Python 3, numpy, matplotlib. Die Skripte schreiben ergebnisse.json und ergebnisse_v0.3.json sowie alle Abbildungen nach werk/abb/. Jede Zahl in Abschnitt 14 stammt aus diesen Dateien.

Anhang D — Literatur

Alle Einträge mit Kennung (DOI, ISBN, Fundstellen-Bibcode) wurden für diese Fassung über den Verlag, das Register der registrierenden Agentur oder den Volltextnachweis bestätigt. Einträge ohne Kennung sind Standardlehrbücher, deren Auflage noch festzulegen ist; sie sind in Anhang I als offen geführt.

Anhang E — Errata und Fassungsgeschichte

Fassung Änderung
v0.1 → v0.2 KK dimensioniert und hergeleitet; Separierbarkeitskriterium eingeführt; Falsifikationsfall 3 auf LTI verschärft; Notation entkoppelt (μ→γ\mu\to\gamma, se→ces_e\to c_e, Se→ΦeS_e\to\Phi_e, Ke→KΦK_e\to K_\Phi); Φe\Phi_e mit VSWR identifiziert; Nullraum zum Singulärwert-Kontinuum erweitert; Identifizierbarkeit benannt; sechs numerische Modelle; DOIs ergänzt; Schreibweise Bertero & Boccacci korrigiert; bilingual DE+EN
v0.8 → v0.9 am Werk selbst nichts; Bündel veröffentlichungsfähig gemacht: VEROEFFENTLICHUNG.md als Ablauf in einem Stück, Landeseite um Rechtliches und Verbund ergänzt, Zitierweise im Autorenverzeichnis von Version 0.3 auf den Stand der Fassung gehoben
v0.7 → v0.8 Anhang G.6 neu: Eigenschutz und Offenlegungsgrenze nach REGEL-PROV0002; für jeden Bestandteil benannt, ob er offen ist und warum; Überprüfbarkeit geht vor Schutz als Vorrang festgehalten; die Wahl beim Browser-Werkzeug getroffen und begründet
v0.6 → v0.7 Anhang G.5 neu: Aktivfassung und Passivfassung nach der strangfassenden Regel REGEL-PROV0001; Grenzfall Rechenskripte zugunsten der Nachprüfbarkeit entschieden; der Unterschied zwischen freiem Nachrechnen und lizenziertem Werkzeug ausgesprochen
v0.5 → v0.6 Verwertung auf Plattformfokus umgestellt: Anhang G neu gefasst (syntagma-science als Zielort, freier Kanal als Zubringer), Lizenzstufen L0–L3 und sechs Produktklassen nach LIZ-PROV0001 aufgenommen, Anhang H auf die Reihenfolge Plattform → Ablage → Zeitschriften umgestellt, Zenodo-Bündel eigens aufbereitet; Werkzeuge laufen ausschließlich über die Plattform
v0.4 → v0.5 Quellenprüfung durchgeführt und eingearbeitet (geprüfte Einträge 23 → 50, offene 25 → 12): ISO 12233 auf die Ausgabe 2024 mit geändertem Titel korrigiert; IEC TR 60825-14 auf 2022 (Ed. 2.0) datiert und der Stand von IEC 60825-1 Ed. 4 vermerkt; der Konferenzbeitrag WSA 2010 löst das arXiv-Preprint als Primärquelle für die Ein-Bit-Quantisierung ab; Zeitschriftenname bei Kalman (1963) korrigiert; sechs fehlende DOIs ergänzt; Heftangaben bei zehn Einträgen nachgetragen; Anhang D auf eine durchgehend alphabetische Liste umgestellt; Anhang I in geprüft / offen / was sich geändert hat gegliedert; offene Einträge von 25 auf 13 gesenkt
v0.3 → v0.4 Lückenbehauptung an die durchsuchten Stränge gebunden; Klasse C um drei Fälle erweitert; Noise Coefficient und Stam-Ungleichung abgegrenzt; Abschnitt 7.1 (Rayleigh und Sparrow als d′d'-Schwellen); Konvention für den Überschussrauschfaktor festgelegt; Quantengrenzen unter Rauschen und Monotonie der QFI ergänzt; Anhang H (Veröffentlichungsweg) und Anhang I (Quellen-Prüfliste) neu; zwölf Literatureinträge ergänzt
v0.2 → v0.3 Kernsatz als Beobachtungsäquivalenz ausgewiesen; Satz 1 mit Beweis; Satz 2 (Stufenfassung); Klassifikation A/B/C; Abgrenzung Cox-Reid und DQE; vier neue Minimalmodelle M7–M10; Versuchsprotokoll; Wiener Linie; Abgrenzung Beobachtbarkeitstheorie; Anhang F und G neu

Anhang F — Was in der Literatur nicht gefunden wurde

Die folgende Liste gehört zur Redlichkeit des Beitrags. Sie nennt, was nach Durchsicht der Stränge Datenverarbeitungsungleichung, kaskadierte Systeme und Detektivquantenausbeute, Quantisierung, Detektorrauschen, Parameter-Orthogonalität, Informationsgeometrie, Beobachtbarkeitstheorie und strukturelle Identifizierbarkeit nicht auffindbar war. Der Umfang der Recherche lag bei rund zwei Dutzend gezielten Suchen; sie war nicht erschöpfend und ersetzt keine systematische Übersichtsarbeit. „Nicht gefunden” heißt nicht „existiert nicht”. Jede Aussage dieses Anhangs ist im Text entsprechend relativiert.

Gesucht Status
Allgemeines Kriterium ∂2logF/∂pi∂pj=0\partial^2\log F/\partial p_i\partial p_j=0 für kaskadierte Messketten nicht gefunden; die DQE-Literatur verneint die allgemeine Produktform ausdrücklich
„Separable” oder „multiplicative Fisher information” als benannter Begriff nicht gefunden
Informationsgeometrie der Modellfamilie über dem Instrumentparameterraum (Faserbündel) nicht gefunden
Existenzsatz für eine mischende Reparametrisierung, die logF\log F separabel macht nicht gefunden
Lehrversuch mit radiometrisch kalibriertem Rohsensor und Schätzung der Cramér-Rao-Effizienz nicht gefunden
Philosophische Arbeit, die Eichorbits ausdrücklich als Nullraum der Fisher-Metrik fasst nicht gefunden

Anhang G — Strangzuordnung und Verwertung

Dieses Werk wird plattformzentriert geführt. Die Plattform syntagma-science ist die Stelle, an der alles zusammenläuft; der freie Forschungskanal ist der Zubringer, nicht der Zielort.

G.1 Die beiden Stränge

Strang Inhalt Lizenz Ablage Rolle
syntagma-science (Plattform) Werkzeugfassung MESSWERK in zwei Editionen, Dokumentation, Schulung, Messketten-Audit, Auslegung lizenziert, Stufen L0–L3 syntagma-science/, syntagma-science.com Zielort. Hier läuft jedes Werkzeug, hier wird gekauft, hier wird eingerichtet
FORSCHUNG / Syntagma Forschung dieses Preprint, Abbildungen, Rechenskripte, Rohergebnisse CC BY 4.0, frei werk/, zenodo-upload/, forschung.tschueller.com Zubringer. Belegt die Methode offen und führt auf die Plattform

Werkzeuge laufen ausschließlich über die Plattform. Auf Zenodo liegt kein Werkzeug, auch keine Vorschau- oder Demonstrationsfassung — dort liegt das Preprint mit Abbildungen, Skripten und Rohergebnissen. Wer rechnen will statt lesen, kommt auf die Plattform.

G.2 Lizenzstufen

Nach dem Lizenz- und Plattformzuschnitt LIZ-PROV0001.

Stufe Was sie umfasst Für dieses Werk
L0 — offen frei lesbar, CC BY 4.0, keine Anmeldung Preprint in allen vier Formaten, beide Sprachen, neun Abbildungen, beide Rechenskripte, beide Rohergebnisdateien
L1 — lesen Anmeldung auf der Plattform, Bündelzugang, Fassungsverfolgung kuratierte Leseansicht des Werks mit Querverweisen auf die Werkzeugmodule
L2 — anwenden Werkzeugnutzung, Aktualisierung, Support MESSWERK universal, sechs Rechenmodule, Einzelplatz oder Einbettung
L3 — Einrichtung Mehrplatz, eigene Kennzeichnung, Schulung, Audit MESSWERK white-label, Messketten-Audit, Auslegung gegen eine geforderte Genauigkeit

G.3 Produktklassen

Klasse In diesem Vorhaben besetzt durch Stufe
Preprint das vorliegende Werk L0
Fachbuch nicht besetzt — eine ausgebaute Monografie ist denkbar, aber nicht begonnen —
Werkzeug Basis MESSWERK universal, sechs Module im Browser L2
Werkzeug Pro MESSWERK mit eigener Kennzeichnung, Mehrplatz, Datenübernahme aus der Photon-Transfer-Kalibrierung L3
Kurs Halbtagsschulung „Messbarkeit statt Signalstärke” L2/L3
Einrichtungslizenz HTL, Fachhochschule, Prüflabor: Werkzeug plus Schulung plus Audit L3

G.4 Was das für die Veröffentlichung heißt

Das freie Preprint ist Veröffentlichungs- und Reichweitenkanal, nicht Selbstzweck: Es belegt die Methode offen, damit die Plattform eine überprüfbare Grundlage hat. Jede Ablage des Preprints trägt den Verweis auf syntagma-science. Beide Stränge werden gepflegt; keiner ersetzt den anderen. Die Kennungen FORSCH-PROV0420 und SYN-PROV0002 sind provisorisch und vor der Veröffentlichung gegen das Register zu prüfen.

G.5 Aktivfassung und Passivfassung

Die Zuordnung folgt der strangübergreifenden Regel REGEL-PROV0001 (Fassung 1.0 vom 06.10.2026, Wortlaut in regelwerk/). Sie gilt für alle Vorhaben, nicht nur für dieses.

Auf die Ablage kommt nur die Passivfassung. Die Aktivfassung läuft ausschließlich über die Plattform.

Aktivfassung → nur Plattform Passivfassung → Ablage erlaubt
Kennzeichen hat eine Bedienoberfläche und rechnet, entscheidet oder erzeugt auf Eingaben hin wird gelesen, angesehen oder einmal zur Nachprüfung nachgefahren
In diesem Vorhaben MESSWERK in beiden Editionen, sechs Rechenmodule im Browser dieses Werk in vier Formaten je Sprache, neun Abbildungen, beide Rechenskripte, beide Rohergebnisdateien

Der Test, in dieser Reihenfolge: Hat es eine Bedienoberfläche, die auf Eingaben hin rechnet? Ja, dann aktiv. Nein, dann: Wird es gelesen, angesehen oder einmal nachgefahren? Ja, dann passiv.

Die Rechenskripte aus Anhang C sind Passivfassung und liegen auf der Ablage. Ein Skript mit festem Seed, das die Zahlen aus Abschnitt 14 neu erzeugt, ist Reproduktionsmaterial und keine Anwendung. Ohne dieses Material wäre der Beitrag nicht nachprüfbar, und Nachprüfbarkeit ist der Grund, überhaupt abzulegen. Wer die Zahlen dieses Werks kontrollieren will, braucht MESSWERK nicht; die Skripte genügen. MESSWERK nimmt das Aufsetzen ab und rechnet mit fremden Messketten statt mit den Beispielen dieses Beitrags — das ist der Unterschied, der die Lizenzpflicht trägt.

Nie auf die Ablage kommen Vorschau-, Demonstrations- und abgespeckte Fassungen des Werkzeugs, der Quelltext des Werkzeugs samt Oberfläche, Angebots- und Preisunterlagen sowie interne Dateien. Entweder das vollständige Werkzeug auf der Plattform oder gar keines.

G.6 Eigenschutz und Offenlegungsgrenze

Die Grenze zwischen dem, was offenliegt, und dem, was beim Autor bleibt, folgt der strangübergreifenden Regel REGEL-PROV0002 (Fassung 1.0 vom 06.10.2026, Wortlaut in regelwerk/). Sie wird hier genannt, weil dieses Werk neben einem kostenpflichtigen Angebot steht und die Frage sonst unausgesprochen bliebe.

Die Grenze läuft am Gegenstand, nicht am Format: Die Methode, die dieses Werk behauptet und belegt, ist öffentlich. Ohne Beleg wäre es keine Forschung, sondern Werbung. Das Produkt, das daneben verkauft wird, ist geschützt.

Gegenstand Lage Begründung
Sätze 1 und 2 samt Beweis, Klassifikation A/B/C offen das ist die Behauptung; sie ohne Beweis zu veröffentlichen wäre wertlos
Rechenskripte M1–M10 mit festen Seeds offen sie erzeugen jede Zahl aus Abschnitt 14 neu; ohne sie ist der Beitrag nicht nachprüfbar
Versuchsprotokoll Abschnitt 19 offen es beschreibt, wie man die Theorie widerlegt, nicht, wie man das Produkt baut. Es nennt Bauteilklassen, keine Bezugsquellen, und verweist für die Kalibrierung auf die öffentliche Norm EMVA 1288 statt auf eigene Korrekturtabellen
Eigene Kalibrierdaten, Korrekturtabellen, Bezugsquellen, Artikelnummern nicht enthalten gehören nach REGEL-PROV0002 in jedem Fall nach innen; sie werden hier nicht gebraucht und sind nirgends genannt
Preise, Einstandspreise, Kalkulation nicht enthalten die Preishöhen gehören in den Lizenzzuschnitt LIZ-PROV0001, nicht in ein Preprint

Überprüfbarkeit geht vor Schutz. Wo eine Angabe nötig ist, damit die Behauptung widerlegbar bleibt, wird sie veröffentlicht, auch wenn sie einem Dritten nützt. Ein Rahmen, der sich nicht widerlegen lässt, trägt kein Angebot.

Browser-Werkzeug, bewusst offen. MESSWERK läuft als einzelne HTML-Datei im Browser und liefert damit seinen Rechenkern an jeden aus, der die Seite öffnet. „Im Browser” und „Kern-Quellcode intern” schließen einander aus; REGEL-PROV0002 verlangt deshalb eine bewusste Wahl je Werkzeug. Für MESSWERK ist sie getroffen und in syntagma-science/ANGEBOT.md festgehalten: die universelle Edition bleibt offen auf der Plattformseite. Die Lizenz trägt dann nicht den Rechenkern, sondern Pflege und Fassungsverfolgung, die eigene Kennzeichnung und den Mehrplatzbetrieb, Schulung, das Messketten-Audit und die Auslegung gegen eine geforderte Genauigkeit. Das ist keine Notlösung, sondern die Entscheidung, den Zulauf höher zu gewichten als den Schutz einiger hundert Zeilen Rechencode, die ohnehin aus diesem Werk herleitbar sind.


Anhang H — Veröffentlichungsweg

H.1 Reihenfolge

Plattform zuerst, Ablage danach, Zeitschriften zuletzt.

Schritt Was Warum in dieser Reihenfolge
1 syntagma-science aufsetzen: Werkseite, MESSWERK in der universellen Edition, Dokumentation, Lizenzstufen die Plattform ist der Zielort; jede spätere Verweisung muss irgendwohin zeigen
2 Zenodo-Bündel ablegen (zenodo-upload/), mit DOI, CC BY 4.0, Verweis auf die Plattform in Beschreibung und Werk sichert Priorität und Zitierbarkeit; führt die Leserschaft weiter
3 Einzelartikel einreichen, jeweils mit Verweis auf die Ablage Begutachtung dauert; die Priorität ist zu diesem Zeitpunkt schon gesichert

H.2 Das Zenodo-Bündel ist eigens aufbereitet

Das Arbeitsbündel und das Veröffentlichungsbündel sind nicht dasselbe. Der Ordner zenodo-upload/ enthält genau das, was auf die Ablage gehört, und nichts weiter: Preprint in vier Formaten je Sprache, Abbildungen, Rechenskripte, Rohergebnisse, Lizenz, Metadatensatz, Lies-mich. Nicht enthalten sind Werkzeugfassungen, Angebots- und Preisunterlagen, interne Übergaben und Prüflisten. Die Metadaten des Bündels nennen die Plattform als zugehörige Fundstelle.

H.3 Zeitschriften und Ablagen

Ort Passung Anforderungen
syntagma-science.com der Zielort eigene Plattform, keine fremden Anforderungen; Lizenzstufen nach Anhang G.2
Zenodo mit ORCID sofort möglich, nachrangig kein Endorsement, DOI auf Wunsch; geeignet für die bilinguale Monografie; Beschreibung verweist auf die Plattform
arXiv physics.data-an, Cross-List eess.SP, quant-ph, physics.hist-ph hoch, aber mit Hürde Endorsement erforderlich. Seit dem 21.01.2026 wird automatisch nur endorst, wer sowohl eine institutionelle E-Mail-Adresse als auch eine Vorpublikation in derselben Endorsement-Domäne hat. In der Physik ist jede Subject Class eine eigene Domäne. Ohne beides ist ein persönliches Endorsement durch einen etablierten arXiv-Autor derselben Domäne nötig; das Betriebspersonal kann nicht endorsen
Entropy hoch für den mathematischen Kern Open Access; nach Annahme fällt eine Bearbeitungsgebühr an (laut Verlagsangabe CHF 2600)
Measurement Science and Technology mittel bis hoch, sobald der Versuch vorliegt verlangt experimentelle Validierung
Metrologia mittel nur mit klarer Anbindung an GUM und VIM
European Journal of Physics, American Journal of Physics hoch für den Versuchsteil Praktikumsbezug; Abschnitt 19 ist dafür bereits passend geschnitten
Synthese, Studies in History and Philosophy of Science für den philosophischen Teil verlangt philosophische Eigenständigkeit über die Einordnung hinaus

H.4 Empfohlener Zuschnitt

Ein Vollwerk über Mathematik, Experiment und Wissenschaftsphilosophie findet keine einzelne Zeitschrift. Sinnvoller ist die Aufteilung in drei Einreichungen, mit der bilingualen Monografie als gemeinsamer, frei zugänglicher Ablage:

Artikel Inhalt Ziel
1 Satz 1, Satz 2, Klassifikation A/B/C, Modelle M1, M4, M7, M8 Entropy oder eine Correspondence in einer informationstheoretischen Zeitschrift
2 Versuchsprotokoll, Modelle M3 und M10, Photon-Transfer-Kalibrierung European Journal of Physics
3 Abschnitt 16 und 17, ausgebaut Synthese oder Studies in History and Philosophy of Science

Anhang I — Quellen-Prüfliste

Spalte „Status”: geprüft heißt, die Angabe wurde für diese Fassung am Verlagsnachweis, am Normenregister, am Volltext oder am Eintrag der registrierenden Agentur bestätigt. offen heißt, die Angabe ist weiterhin nicht einzeln nachgewiesen und vor einer Journalfassung zu bestätigen. Die Prüfung erfolgte am 06.10.2026.

I.1 Geprüft

Quelle Kennung Nachweis
Rothenberg (1971) DOI 10.2307/1913267 Verlag
Cox & Reid (1987) DOI 10.1111/j.2517-6161.1987.tb01422.x Verlag
Zamir (1998) DOI 10.1109/18.669301 Verlag
Braunstein & Caves (1994) DOI 10.1103/PhysRevLett.72.3439 Verlag
Helstrom (1969) DOI 10.1007/BF01007479 Verlag
Kullback & Leibler (1951) DOI 10.1214/aoms/1177729694 Verlag
Morgenthaler (1958) DOI 10.1109/TMTT.1958.1124533 Verlag
Friis (1944) DOI 10.1109/JRPROC.1944.232049 Verlag
Rabbani, Shaw & Van Metter (1987) DOI 10.1364/JOSAA.4.000895 Verlag
Cunningham, Westmore & Fenster (1994) DOI 10.1118/1.597401 Verlag
Cunningham & Shaw (1999) DOI 10.1364/JOSAA.16.000621 Verlag — in v0.4 noch nach Muster gebildet, jetzt bestätigt
Robbins & Hadwen (2003) DOI 10.1109/TED.2003.813462 Verlag
Hynecek & Nishiwaki (2003) DOI 10.1109/TED.2002.806962 Verlag
Chao, Ward & Ober (2012) DOI 10.1007/s11045-011-0150-7 Verlag
Mortensen et al. (2010) DOI 10.1038/nmeth.1447 Verlag
Escher et al. (2011) DOI 10.1038/nphys1958 Verlag
Raue et al. (2009) DOI 10.1093/bioinformatics/btp358 Verlag
Hermann & Krener (1977) DOI 10.1109/TAC.1977.1101601 Verlag
Krener & Ide (2009) DOI 10.1109/CDC.2009.5400067 Verlag — in v0.4 als fehlend geführt
Quine (1951) DOI 10.2307/2181906 Verlag
Zurek (2003) DOI 10.1103/RevModPhys.75.715 Verlag
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Kalman (1963) DOI 10.1137/0301010; Zeitschriftenname korrigiert auf J. Soc. Ind. Appl. Math., Series A: Control Verlag
Bellman & Åström (1970) DOI 10.1016/0025-5564(70)90132-X; Heftangabe 7(3–4) ergänzt Verlag
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Mezghani, Antreich & Nossek (2010) DOI 10.1109/WSA.2010.5456454; WSA 2010, Bremen, 143–150 Verlag — der Konferenzbeitrag ist jetzt die Primärquelle, arXiv:1010.5532 das Preprint
Galiffi et al. (2022) DOI 10.1117/1.AP.4.1.014002 Verlag — in v0.4 ohne DOI
Hansen (1998) DOI 10.1137/1.9780898719697 Verlag — in v0.4 ohne DOI
Janesick (2007) DOI 10.1117/3.725073 Verlag — in v0.4 nur ISBN, ungeprüft
Stadler (2015) DOI 10.1007/978-3-319-16561-5 Verlag — in v0.4 nur ISBN, ungeprüft
Landauer (1991) DOI 10.1063/1.881299; Heftangabe 44(5) Verlag
Shannon (1948) DOI 10.1002/j.1538-7305.1948.tb01338.x und 10.1002/j.1538-7305.1948.tb00917.x; Hefte 27(3) und 27(4) Verlag
Berreman (1972) DOI 10.1364/JOSA.62.000502; Heftangabe 62(4) Verlag
Hempel (1950) Revue Internationale de Philosophie 4(11), 41–63 Volltextnachweis über die Sammelbesprechung im Journal of Symbolic Logic
Trimmer (1980) JSTOR 986572 Verlag — es ist kein DOI vergeben
Sparrow (1916) Bibcode 1916ApJ….44…76S Volltext im ADS-Archiv
Rayleigh (1879) DOI 10.1080/14786447908639684 Verlag
ISO 12233:2024 Norm, 5. Ausgabe ISO-Register — ersetzt ISO 12233:2023; zugleich geänderter Titel: „Digital cameras — Resolution and spatial frequency responses” statt „Photography — Electronic still picture imaging — …”
IEC TR 60825-14:2022 (Ed. 2.0) Norm IEC-Register
IEC 60825-1:2014 Ed. 3.0 + AMD1/AMD2:2017; EN 60825-1:2014 + A11:2021 Norm IEC-Register — eine Ausgabe 4 steht auf Stand 30.60 (Abstimmungsende 02.10.2026) und ist nicht veröffentlicht

I.2 Weiterhin offen

Quelle Kennung Status
Abbe (1873) Arch. mikrosk. Anat. 9(1), 413–468 offen — Heft- und Seitenangabe aus der Sekundärliteratur; kein DOI nachgewiesen
Schrödinger (1935), Teil III — offen — für den dritten Teil ist kein DOI nachgewiesen
Goodman, Introduction to Fourier Optics Auflage und ISBN offen — Auflage ist vor der Journalfassung festzulegen
Kay (1993) ISBN offen
Green & Swets (1966) ISBN offen
Krantz et al. (1971) ISBN des Nachdrucks offen
Tikhonov & Arsenin (1977) ISBN offen
Born & Wolf; Boyd; Cover & Thomas; Jackson; Mandel & Wolf; Nielsen & Chuang; Pozar; Van Trees; Woodward Auflage und ISBN offen — Standardlehrbücher ohne auflagengebundene Textstelle im Beitrag
Boltzmann (1905), Mach (1886), Bridgman (1927) Erstausgaben offen — Ausgabe nicht am Exemplar geprüft
JCGM 100:2008, JCGM 200:2012 BIPM offen — Ausgabestand nicht am Dokument geprüft
EMVA 1288 Release 4.0 Norm offen — gültige Modulbezeichnung nicht am Normtext geprüft
Tal, Measurement in Science (SEP) Fassungsdatum offen — die SEP wird fortlaufend überarbeitet; Abrufdatum ist nachzutragen

I.3 Was die Prüfung am Werk geändert hat

Punkt v0.4 v0.5
Norm für die MTF-Messung ISO 12233:2023 ISO 12233:2024, 5. Ausgabe, mit geändertem Titel
Leitfaden Laserschutz IEC TR 60825-14 ohne Jahr IEC TR 60825-14:2022, Ed. 2.0
Ein-Bit-Quantisierung arXiv-Preprint als Quelle Konferenzbeitrag WSA 2010 mit DOI als Primärquelle
Kalman (1963) SIAM Journal on Control J. Soc. Ind. Appl. Math., Series A: Control — der heutige Zeitschriftenname ist erst der spätere
offene Einträge 25 12, fast ausschließlich Auflagen- und ISBN-Fragen
geprüfte Einträge 23 50