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Interpretaciones de la mecánica cuántica

Una interpretación de la mecánica cuántica es un intento de explicar cómo la teoría matemática de la mecánica cuántica podría corresponderse con la realidad experimentada . La mecánica cuántica ha resistido pruebas rigurosas y extremadamente precisas en una gama extraordinariamente amplia de experimentos. Sin embargo, existen varias escuelas de pensamiento en pugna sobre su interpretación. Estas opiniones sobre la interpretación difieren en cuestiones fundamentales como si la mecánica cuántica es determinista o estocástica , local o no local , qué elementos de la mecánica cuántica pueden considerarse reales y cuál es la naturaleza de la medición , entre otras cuestiones.

Aunque en los libros de texto se suele presentar alguna variación de la interpretación de Copenhague , se han desarrollado muchas interpretaciones que invitan a la reflexión. A pesar de casi un siglo de debates y experimentos, no se ha llegado a un consenso entre los físicos y los filósofos de la física sobre qué interpretación "representa" mejor la realidad. [1] [2]

Historia

Figuras influyentes en la interpretación de la mecánica cuántica

La definición de los términos de los teóricos cuánticos, como la función de onda y la mecánica matricial , avanzó a través de muchas etapas. Por ejemplo, Erwin Schrödinger originalmente consideró la función de onda del electrón como su densidad de carga esparcida en el espacio, pero Max Born reinterpretó el valor cuadrado absoluto de la función de onda como la densidad de probabilidad del electrón distribuida en el espacio; [3] : 24–33  la regla de Born , como se la llama ahora, coincidía con el experimento, mientras que la visión de la densidad de carga de Schrödinger no.

Las opiniones de varios pioneros de la mecánica cuántica, como Niels Bohr y Werner Heisenberg , a menudo se agrupan como la " interpretación de Copenhague ", aunque los físicos e historiadores de la física han argumentado que esta terminología oscurece las diferencias entre las opiniones así designadas. [3] [4] Las ideas de tipo Copenhague nunca fueron aceptadas universalmente, y los desafíos a una ortodoxia percibida de Copenhague ganaron cada vez más atención en la década de 1950 con la interpretación de la onda piloto de David Bohm y la interpretación de los muchos mundos de Hugh Everett III . [3] [5] [6]

El físico N. David Mermin bromeó una vez: "Cada año aparecen nuevas interpretaciones. Ninguna desaparece jamás". [7] Como guía aproximada del desarrollo de la visión dominante durante los años 1990 y 2000, una "instantánea" de opiniones fue recopilada en una encuesta realizada por Schlosshauer et al. en la conferencia "La física cuántica y la naturaleza de la realidad" de julio de 2011. [8] Los autores hacen referencia a una encuesta informal similar realizada por Max Tegmark en la conferencia "Problemas fundamentales en la teoría cuántica" en agosto de 1997. La principal conclusión de los autores es que "la interpretación de Copenhague todavía reina suprema", recibiendo la mayoría de los votos en su encuesta (42%), además del ascenso a la notoriedad generalizada de las interpretaciones de muchos mundos: "La interpretación de Copenhague todavía reina suprema aquí, especialmente si la agrupamos con descendientes intelectuales como las interpretaciones basadas en la información y la interpretación bayesiana cuántica . En la encuesta de Tegmark, la interpretación de Everett recibió el 17% de los votos, que es similar al número de votos (18%) en nuestra encuesta".

Algunos conceptos originados a partir de estudios de interpretaciones han encontrado una aplicación más práctica en la ciencia de la información cuántica . [9] [10]

Naturaleza

Más o menos, todas las interpretaciones de la mecánica cuántica comparten dos cualidades:

  1. Interpretan un formalismo : un conjunto de ecuaciones y principios para generar predicciones a través de la entrada de condiciones iniciales.
  2. Interpretan una fenomenología , un conjunto de observaciones, incluidas las obtenidas mediante investigación empírica y las obtenidas de manera informal, como la experiencia de los humanos de un mundo inequívoco.

Dos cualidades varían según las interpretaciones:

  1. Epistemología : afirmaciones sobre la posibilidad, el alcance y los medios para alcanzar un conocimiento relevante del mundo.
  2. Ontología : afirmaciones sobre qué cosas, como categorías y entidades, existen en el mundo.

En la filosofía de la ciencia , la distinción entre conocimiento y realidad se denomina epistémica versus óntica . Una ley general puede verse como una generalización de la regularidad de los resultados (epistémica), mientras que un mecanismo causal puede considerarse como determinante o regulador de los resultados (óntico). Un fenómeno puede interpretarse como óntico o como epistémico. Por ejemplo, el indeterminismo puede atribuirse a limitaciones de la observación y la percepción humanas (epistémica), o puede explicarse como aleatoriedad física intrínseca (óntica). Confundir lo epistémico con lo óntico (si, por ejemplo, se supusiera que una ley general realmente "gobierna" los resultados y que el enunciado de una regularidad tiene el papel de un mecanismo causal) es un error de categoría .

En un sentido amplio, la teoría científica puede ser vista como una descripción o explicación aproximadamente verdadera del mundo natural ( realismo científico ) o como una teoría que no proporciona nada más que una explicación de nuestro conocimiento del mundo natural ( antirrealismo ). Una postura realista considera que lo epistémico nos da una ventana hacia lo óntico, mientras que una postura antirrealista considera que lo epistémico nos proporciona solo una imagen lógicamente consistente de lo óntico. En la primera mitad del siglo XX, una filosofía antirrealista clave fue el positivismo lógico , que buscaba excluir los aspectos no observables de la realidad de la teoría científica.

Desde la década de 1950, el antirrealismo ha adoptado un enfoque más modesto, a menudo en forma de instrumentalismo , que permite hablar de lo inobservable pero, en última instancia, descarta la cuestión misma del realismo y postula la teoría científica como una herramienta para ayudarnos a hacer predicciones, no para alcanzar una comprensión metafísica profunda del mundo. La visión instrumentalista está ejemplificada por el famoso lema de David Mermin : "Cállate y calcula" (que a menudo se atribuye erróneamente a Richard Feynman ). [11]

Desafíos interpretativos

  1. Naturaleza abstracta y matemática de las teorías cuánticas de campos : la estructura matemática de la mecánica cuántica es abstracta y no da como resultado una interpretación única y clara de sus cantidades.
  2. Procesos aparentemente indeterministas e irreversibles: en la teoría clásica de campos , una propiedad física en una posición dada en el campo se deriva fácilmente. En la mayoría de las formulaciones matemáticas de la mecánica cuántica, la medición (entendida como una interacción con un estado dado) tiene un papel especial en la teoría, ya que es el único proceso que puede causar una evolución no unitaria e irreversible del estado.
  3. Papel del observador en la determinación de resultados. Las interpretaciones de tipo Copenhague implican que la función de onda es una herramienta de cálculo y representa la realidad sólo inmediatamente después de una medición realizada por un observador. Las interpretaciones everettianas admiten que todos los resultados posibles son reales y que las interacciones de tipo medición causan un proceso de ramificación en el que cada posibilidad se hace realidad. [12]
  4. Correlaciones clásicamente inesperadas entre objetos remotos: los sistemas cuánticos entrelazados , como se ilustra en la paradoja EPR , obedecen a estadísticas que parecen violar los principios de causalidad local por acción a distancia . [13]
  5. Complementariedad de las descripciones propuestas: la complementariedad sostiene que ningún conjunto de conceptos físicos clásicos puede referirse simultáneamente a todas las propiedades de un sistema cuántico. Por ejemplo, la descripción de onda A y la descripción de partículas B pueden describir cada una el sistema cuántico S , pero no simultáneamente. Esto implica que la composición de propiedades físicas de S no obedece las reglas de la lógica proposicional clásica cuando se utilizan conectivos proposicionales (véase " Lógica cuántica "). Al igual que la contextualidad, el "origen de la complementariedad reside en la no conmutatividad de los operadores" que describen objetos cuánticos. [14]
  6. La complejidad aumenta rápidamente, superando con creces la capacidad de cálculo actual de los humanos, a medida que aumenta el tamaño de un sistema: dado que el espacio de estados de un sistema cuántico es exponencial en el número de subsistemas, es difícil derivar aproximaciones clásicas.
  7. Comportamiento contextual de los sistemas a nivel local: la contextualidad cuántica demuestra que las intuiciones clásicas, en las que las propiedades de un sistema tienen valores definidos independientemente de la forma en que se miden, fallan incluso en el caso de sistemas locales. Además, los principios físicos como el principio de identidad de los indiscernibles de Leibniz ya no se aplican en el dominio cuántico, lo que indica que la mayoría de las intuiciones clásicas pueden ser incorrectas en lo que respecta al mundo cuántico.

Interpretaciones influyentes

Interpretación de Copenhague

La interpretación de Copenhague es una colección de puntos de vista sobre el significado de la mecánica cuántica atribuidos principalmente a Niels Bohr y Werner Heisenberg . Es una de las actitudes más antiguas hacia la mecánica cuántica, ya que sus características datan del desarrollo de la mecánica cuántica durante 1925-1927, y sigue siendo una de las más comúnmente enseñadas. [15] [16] No hay una declaración histórica definitiva de lo que es la interpretación de Copenhague, y hubo en particular desacuerdos fundamentales entre los puntos de vista de Bohr y Heisenberg. [17] [18] Por ejemplo, Heisenberg enfatizó un "corte" agudo entre el observador (o el instrumento) y el sistema observado, [19] : 133  mientras que Bohr ofreció una interpretación que es independiente de un observador subjetivo o medición o colapso, que se basa en un proceso "irreversible" o efectivamente irreversible que imparte el comportamiento clásico de "observación" o "medición". [20] [21] [22] [23]

Las características comunes a las interpretaciones de tipo Copenhague incluyen la idea de que la mecánica cuántica es intrínsecamente indeterminista, con probabilidades calculadas utilizando la regla de Born , y el principio de complementariedad , que establece que ciertos pares de propiedades complementarias no pueden observarse o medirse simultáneamente. Además, las propiedades solo resultan del acto de "observar" o "medir"; la teoría evita asumir valores definidos a partir de experimentos no realizados . Las interpretaciones de tipo Copenhague sostienen que las descripciones cuánticas son objetivas, en el sentido de que son independientes de la arbitrariedad mental de los físicos. [24] : 85–90  La interpretación estadística de las funciones de onda debido a Max Born difiere marcadamente de la intención original de Schrödinger, que era tener una teoría con evolución temporal continua y en la que las funciones de onda describieran directamente la realidad física. [3] : 24–33  [25]

Muchos mundos

La interpretación de los múltiples mundos es una interpretación de la mecánica cuántica en la que una función de onda universal obedece las mismas leyes deterministas y reversibles en todo momento; en particular, no hay un colapso de la función de onda (indeterminista e irreversible ) asociado con la medición. Se afirma que los fenómenos asociados con la medición se explican por la decoherencia , que ocurre cuando los estados interactúan con el entorno. Más precisamente, las partes de la función de onda que describen a los observadores se enredan cada vez más con las partes de la función de onda que describen sus experimentos. Aunque todos los resultados posibles de los experimentos siguen estando en el apoyo de la función de onda, los momentos en que se correlacionan con los observadores "dividen" efectivamente el universo en historias alternativas mutuamente inobservables .

Teorías de la información cuántica

Los enfoques de información cuántica [26] [27] han atraído un apoyo creciente. [28] [8] Se subdividen en dos tipos. [29]

El estado no es una propiedad objetiva de un sistema individual, sino que es la información obtenida a partir del conocimiento de cómo se preparó un sistema, que puede utilizarse para hacer predicciones sobre futuras mediciones. ... Un estado mecánico cuántico, que es un resumen de la información del observador sobre un sistema físico individual, cambia tanto por leyes dinámicas como siempre que el observador adquiere nueva información sobre el sistema a través del proceso de medición. La existencia de dos leyes para la evolución del vector de estado... se vuelve problemática sólo si se cree que el vector de estado es una propiedad objetiva del sistema... La "reducción del paquete de ondas" tiene lugar en la conciencia del observador, no a causa de ningún proceso físico único que tenga lugar allí, sino sólo porque el estado es una construcción del observador y no una propiedad objetiva del sistema físico. [31]

Mecánica cuántica relacional

La idea esencial que subyace a la mecánica cuántica relacional , siguiendo el precedente de la relatividad especial , es que diferentes observadores pueden dar diferentes explicaciones de la misma serie de eventos: por ejemplo, para un observador en un punto dado en el tiempo, un sistema puede estar en un único estado propio "colapsado" , mientras que para otro observador al mismo tiempo, puede estar en una superposición de dos o más estados. En consecuencia, si la mecánica cuántica ha de ser una teoría completa, la mecánica cuántica relacional sostiene que la noción de "estado" describe no el sistema observado en sí, sino la relación o correlación entre el sistema y su(s) observador(es). El vector de estado de la mecánica cuántica convencional se convierte en una descripción de la correlación de algunos grados de libertad en el observador, con respecto al sistema observado. Sin embargo, la mecánica cuántica relacional sostiene que esto se aplica a todos los objetos físicos, ya sean conscientes o macroscópicos. Cualquier "evento de medición" se ve simplemente como una interacción física ordinaria, un establecimiento del tipo de correlación discutido anteriormente. Por lo tanto, el contenido físico de la teoría no tiene que ver con los objetos en sí, sino con las relaciones entre ellos. [32] [33]

QBismo

El QBismo , que originalmente significaba "bayesianismo cuántico", es una interpretación de la mecánica cuántica que toma las acciones y experiencias de un agente como preocupaciones centrales de la teoría. Esta interpretación se distingue por su uso de una explicación bayesiana subjetiva de las probabilidades para entender la regla de Born de la mecánica cuántica como un complemento normativo para una buena toma de decisiones. El QBismo se nutre de los campos de la información cuántica y la probabilidad bayesiana y tiene como objetivo eliminar los enigmas interpretativos que han acosado a la teoría cuántica.

El QBismo aborda cuestiones comunes en la interpretación de la teoría cuántica sobre la naturaleza de la superposición de funciones de onda , la medición cuántica y el entrelazamiento . [34] [35] Según el QBismo, muchos, pero no todos, los aspectos del formalismo cuántico son de naturaleza subjetiva. Por ejemplo, en esta interpretación, un estado cuántico no es un elemento de la realidad, sino que representa los grados de creencia que tiene un agente sobre los posibles resultados de las mediciones. Por esta razón, algunos filósofos de la ciencia han considerado al QBismo una forma de antirrealismo . [36] [37] Los creadores de la interpretación no están de acuerdo con esta caracterización, proponiendo en cambio que la teoría se alinea más apropiadamente con un tipo de realismo que ellos llaman "realismo participativo", en el que la realidad consiste en más de lo que puede ser capturado por cualquier relato putativo en tercera persona de ella. [38] [39]

Historias consistentes

La interpretación de las historias consistentes generaliza la interpretación convencional de Copenhague e intenta proporcionar una interpretación natural de la cosmología cuántica . La teoría se basa en un criterio de consistencia que permite describir la historia de un sistema de modo que las probabilidades para cada historia obedezcan las reglas aditivas de la probabilidad clásica. Se afirma que es consistente con la ecuación de Schrödinger .

Según esta interpretación, el propósito de una teoría mecánico-cuántica es predecir las probabilidades relativas de varias historias alternativas (por ejemplo, de una partícula).

Interpretación de conjunto

La interpretación de conjunto , también llamada interpretación estadística, puede considerarse una interpretación minimalista. Es decir, pretende hacer la menor cantidad de suposiciones asociadas con las matemáticas estándar. Lleva la interpretación estadística de Born al máximo. La interpretación afirma que la función de onda no se aplica a un sistema individual (por ejemplo, una sola partícula), sino que es una cantidad estadística abstracta que solo se aplica a un conjunto (una gran multitud) de sistemas o partículas preparados de manera similar. En palabras de Einstein:

El intento de concebir la descripción teórico-cuántica como la descripción completa de los sistemas individuales conduce a interpretaciones teóricas antinaturales, que se vuelven inmediatamente innecesarias si se acepta la interpretación de que la descripción se refiere a conjuntos de sistemas y no a sistemas individuales.

—  Einstein en Albert Einstein: filósofo-científico , ed. PA Schilpp (Harper & Row, Nueva York)

El defensor actual más destacado de la interpretación de conjunto es Leslie E. Ballentine, profesor de la Universidad Simon Fraser , autor del libro de texto Mecánica cuántica, un desarrollo moderno .

Teoría de De Broglie-Bohm

La teoría de De Broglie-Bohm de la mecánica cuántica (también conocida como teoría de la onda piloto) es una teoría de Louis de Broglie y ampliada posteriormente por David Bohm para incluir mediciones. Las partículas, que siempre tienen posiciones, están guiadas por la función de onda. La función de onda evoluciona de acuerdo con la ecuación de onda de Schrödinger , y la función de onda nunca colapsa. La teoría tiene lugar en un único espacio-tiempo, es no local y es determinista. La determinación simultánea de la posición y la velocidad de una partícula está sujeta a la restricción habitual del principio de incertidumbre . La teoría se considera una teoría de variable oculta y, al adoptar la no localidad, satisface la desigualdad de Bell . El problema de la medición se resuelve, ya que las partículas tienen posiciones definidas en todo momento. [40] El colapso se explica como fenomenológico . [41]

Interpretación transaccional

La interpretación transaccional de la mecánica cuántica (TIQM) de John G. Cramer es una interpretación de la mecánica cuántica inspirada en la teoría del absorbedor de Wheeler-Feynman . [42] Describe el colapso de la función de onda como resultado de una transacción simétrica en el tiempo entre una onda de posibilidad de la fuente al receptor (la función de onda) y una onda de posibilidad del receptor a la fuente (el conjugado complejo de la función de onda). Esta interpretación de la mecánica cuántica es única en el sentido de que no solo considera la función de onda como una entidad real, sino también como real el conjugado complejo de la función de onda, que aparece en la regla de Born para calcular el valor esperado de un observable.

Interpretación de von Neumann-Wigner

En su tratado Fundamentos matemáticos de la mecánica cuántica , John von Neumann analizó en profundidad el llamado problema de la medición . Concluyó que todo el universo físico podría estar sujeto a la ecuación de Schrödinger (la función de onda universal). También describió cómo la medición podría causar un colapso de la función de onda. [43] Este punto de vista fue ampliado de forma destacada por Eugene Wigner , quien argumentó que la conciencia del experimentador humano (o tal vez incluso la conciencia del perro) era crítica para el colapso, pero más tarde abandonó esta interpretación. [44] [45]

Sin embargo, la conciencia sigue siendo un misterio. No se entiende bien su origen ni su lugar en la naturaleza. Se ha demostrado que algunas propuestas específicas de que la conciencia causó un colapso de la función de onda son infalsificables. [46]

Lógica cuántica

La lógica cuántica puede considerarse como un tipo de lógica proposicional adecuada para comprender las aparentes anomalías relacionadas con la medición cuántica, en particular las relacionadas con la composición de las operaciones de medición de variables complementarias. Esta área de investigación y su nombre se originaron en el artículo de 1936 de Garrett Birkhoff y John von Neumann , quienes intentaron reconciliar algunas de las aparentes inconsistencias de la lógica booleana clásica con los hechos relacionados con la medición y la observación en la mecánica cuántica.

Interpretaciones modales de la teoría cuántica

Las interpretaciones modales de la mecánica cuántica fueron concebidas por primera vez en 1972 por Bas van Fraassen , en su artículo "Un enfoque formal a la filosofía de la ciencia". Van Fraassen introdujo una distinción entre un estado dinámico , que describe lo que podría ser cierto acerca de un sistema y que siempre evoluciona de acuerdo con la ecuación de Schrödinger, y un estado de valor , que indica lo que es realmente cierto acerca de un sistema en un momento dado. El término "interpretación modal" ahora se utiliza para describir un conjunto más amplio de modelos que surgieron de este enfoque. La Enciclopedia de Filosofía de Stanford describe varias versiones, incluidas las propuestas de Kochen , Dieks , Clifton, Dickson y Bub . [47] Según Michel Bitbol , ​​las opiniones de Schrödinger sobre cómo interpretar la mecánica cuántica progresaron a través de hasta cuatro etapas, terminando con una visión de no colapso que en algunos aspectos se asemeja a las interpretaciones de Everett y van Fraassen. Debido a que Schrödinger se suscribía a una especie de monismo neutral post- machista , en el que "materia" y "mente" son sólo aspectos o disposiciones diferentes de los mismos elementos comunes, tratar la función de onda como óntica y tratarla como epistémica se volvió intercambiable. [48]

Teorías simétricas en el tiempo

Las interpretaciones simétricas en el tiempo de la mecánica cuántica fueron sugeridas por primera vez por Walter Schottky en 1921. [49] [50] Se han propuesto varias teorías que modifican las ecuaciones de la mecánica cuántica para que sean simétricas con respecto a la inversión del tiempo. [51] [ 52] [53] [54] [55] [56] (Véase la teoría simétrica en el tiempo de Wheeler-Feynman ). Esto crea retrocausalidad : los acontecimientos del futuro pueden afectar a los del pasado, exactamente como los acontecimientos del pasado pueden afectar a los del futuro. En estas teorías, una única medición no puede determinar por completo el estado de un sistema (lo que las convierte en un tipo de teoría de variables ocultas ), pero dadas dos mediciones realizadas en momentos diferentes, es posible calcular el estado exacto del sistema en todos los tiempos intermedios. Por tanto, el colapso de la función de onda no es un cambio físico del sistema, sino solo un cambio en nuestro conocimiento del mismo debido a la segunda medición. De forma similar, explican el entrelazamiento como si no fuera un estado físico verdadero, sino simplemente una ilusión creada al ignorar la retrocausalidad. El punto en el que dos partículas parecen "enredarse" es simplemente un punto en el que cada partícula está siendo influenciada por eventos que le ocurren a la otra partícula en el futuro.

No todos los defensores de la causalidad simétrica en el tiempo están a favor de modificar la dinámica unitaria de la mecánica cuántica estándar. Así, un destacado exponente del formalismo vectorial de dos estados, Lev Vaidman , afirma que el formalismo vectorial de dos estados encaja bien con la interpretación de los múltiples mundos de Hugh Everett . [57]

Otras interpretaciones

Además de las interpretaciones convencionales que hemos comentado anteriormente, se han propuesto otras interpretaciones que, por alguna razón, no han tenido un impacto científico significativo. Estas van desde propuestas de físicos convencionales hasta las ideas más ocultas del misticismo cuántico .

Conceptos relacionados

Algunas ideas se discuten en el contexto de la interpretación de la mecánica cuántica, pero no se consideran necesariamente interpretaciones en sí mismas.

Darwinismo cuántico

El darwinismo cuántico es una teoría que pretende explicar el surgimiento del mundo clásico a partir del mundo cuántico como resultado de un proceso de selección natural darwiniana inducido por la interacción del entorno con el sistema cuántico, en el que los muchos estados cuánticos posibles se seleccionan en contra a favor de un estado puntero estable . Fue propuesta en 2003 por Wojciech Zurek y un grupo de colaboradores, entre ellos Ollivier, Poulin, Paz y Blume-Kohout. El desarrollo de la teoría se debe a la integración de una serie de temas de investigación de Zurek realizados a lo largo de veinticinco años, entre ellos los estados punteros , la einselección y la decoherencia .

Teorías del colapso objetivo

Las teorías del colapso objetivo difieren de la interpretación de Copenhague al considerar tanto la función de onda como el proceso de colapso como ontológicamente objetivos (lo que significa que existen y ocurren independientemente del observador). En las teorías objetivas, el colapso ocurre aleatoriamente ("localización espontánea") o cuando se alcanza un umbral físico, sin que los observadores tengan un papel especial. Por lo tanto, las teorías del colapso objetivo son teorías realistas, indeterministas y sin variables ocultas. La mecánica cuántica estándar no especifica ningún mecanismo de colapso; la mecánica cuántica necesitaría ser extendida si el colapso objetivo es correcto. El requisito de una extensión significa que las teorías del colapso objetivo son alternativas a la mecánica cuántica en lugar de interpretaciones de esta. Algunos ejemplos incluyen

Comparaciones

Las interpretaciones más comunes se resumen en la siguiente tabla. Los valores que se muestran en las celdas de la tabla no están exentos de controversia, ya que los significados precisos de algunos de los conceptos involucrados no están claros y, de hecho, son ellos mismos el centro de la controversia en torno a la interpretación dada. Para otra tabla que compara interpretaciones de la teoría cuántica, véase la referencia. [59]

No existe evidencia experimental que permita distinguir entre estas interpretaciones. En esa medida, la teoría física se sostiene y es coherente consigo misma y con la realidad; las dificultades surgen sólo cuando se intenta "interpretar" la teoría. No obstante, el diseño de experimentos que pongan a prueba las diversas interpretaciones es objeto de una investigación activa.

La mayoría de estas interpretaciones tienen variantes. Por ejemplo, es difícil obtener una definición precisa de la interpretación de Copenhague, ya que fue desarrollada y defendida por muchas personas.

  1. ^ Tanto la partícula como la función de onda guía son reales.
  2. ^ Historial de partículas único, pero múltiples historias de ondas.
  3. ^ Pero la lógica cuántica tiene una aplicabilidad más limitada que las Historias Coherentes.
  4. ^ La mecánica cuántica se considera una forma de predecir observaciones o una teoría de medición.
  5. ^ Los observadores separan la función de onda universal en conjuntos ortogonales de experiencias.
  6. ^ En la interpretación de las historias consistentes, el colapso es un procedimiento de cálculo legítimo para describir la preparación de un sistema cuántico, pero no es nada más que una forma conveniente de calcular probabilidades condicionales.
  7. ^ En la interpretación de historias consistentes, los observadores deben seleccionar una familia específica de historias consistentes (es decir, un marco), lo que permite calcular las probabilidades de los eventos físicos. Sin embargo, los observadores desempeñan un papel puramente pasivo, similar al de un fotógrafo que elige un encuadre particular al tomar una fotografía.
  8. ^ En la TI el colapso del vector de estado se interpreta como la finalización de la transacción entre el emisor y el absorbedor.
  9. ^ La interpretación transaccional es explícitamente no local.
  10. ^ Comparar historias entre sistemas en esta interpretación no tiene un significado bien definido.
  11. ^ Cualquier interacción física se trata como un evento de colapso en relación con los sistemas involucrados, no solo con los observadores macroscópicos o conscientes.
  12. ^ El estado del sistema depende del observador, es decir, el estado es específico del marco de referencia del observador.
  13. ^ La interpretación se presentó originalmente como local, [66] pero se ha discutido si la localidad está bien planteada en RQM. [67]
  14. ^ Una función de onda simplemente codifica las expectativas de un agente respecto de experiencias futuras. No es más real que una distribución de probabilidad en el bayesianismo subjetivo .
  15. ^ La teoría cuántica es una herramienta que cualquier agente puede utilizar para gestionar sus expectativas. El pasado entra en juego sólo en la medida en que las experiencias y el temperamento individuales de un agente influyan en sus expectativas previas.
  16. ^ Aunque el QBismo evitaría esta terminología. Un cambio en la función de onda que un agente atribuye a un sistema como resultado de tener una experiencia representa un cambio en sus creencias sobre futuras experiencias que pueda tener. Véase lógica doxástica .
  17. ^ Los observadores, o más propiamente, los participantes, son tan esenciales para el formalismo como los sistemas con los que interactúan.

El enfoque silencioso

Aunque hoy en día las opiniones interpretativas se debaten abierta y ampliamente, no siempre fue así. Un exponente notable de la tendencia al silencio fue Paul Dirac, que escribió una vez: «La interpretación de la mecánica cuántica ha sido abordada por muchos autores, y no quiero discutirla aquí. Quiero abordar cuestiones más fundamentales». [68] Esta postura no es poco común entre los practicantes de la mecánica cuántica. [69] De manera similar, Richard Feynman escribió muchas divulgaciones de la mecánica cuántica sin publicar nunca sobre cuestiones de interpretación como la medición cuántica. [70] Otros, como Nico van Kampen y Willis Lamb , han criticado abiertamente las interpretaciones no ortodoxas de la mecánica cuántica. [71] [72]

Véase también

Referencias

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  61. ^ Henrik Zinkernagel (2016), "Niels Bohr sobre la función de onda y la división clásica/cuántica", Studies in History and Philosophy of Modern Physics , 53 : 9–19, arXiv : 1603.00353 , Bibcode :2016SHPMP..53....9Z, doi :10.1016/j.shpsb.2015.11.001, S2CID  18890207, Para empezar, las discusiones sobre la interpretación de Copenhague en la literatura son ambiguas entre dos puntos de vista diferentes de la función de onda, los cuales, por supuesto, aceptan la interpretación de Born. A veces, la interpretación de Copenhague (y la de Bohr) se asocia con la visión epistémica del estado cuántico, según la cual el estado cuántico no es más que una representación de nuestro conocimiento del sistema físico y, por lo tanto, no una entidad real existente en sí misma. En esta perspectiva, el "colapso" de la función de onda no es un proceso físico, y solo refleja una actualización de nuestra información sobre el sistema; véase, por ejemplo, Zeilinger (1999). Por el contrario, la interpretación de Copenhague también se ha asociado con una visión ontológica del estado cuántico, en la que la función de onda de alguna manera describe una onda real, y el colapso es un proceso físico real, presumiblemente inducido por el observador. Esta visión ontológica suele atribuirse a von Neumann en su exposición de la mecánica cuántica en un libro de texto de 1932; véase, por ejemplo, Henderson (2010). [...] Así, para Bohr, la función de onda es una representación de un sistema cuántico en un contexto experimental particular, clásicamente descrito. Es necesario señalar tres puntos importantes con respecto a esta contextualidad: 1) Cuando se realiza una medición (es decir, cuando se ha realizado un registro irreversible; véase más abajo), entonces el contexto cambia y, por lo tanto, cambia la función de onda. Esto puede verse formalmente como un "colapso" de la función de onda, con las comillas cuadradas indicando que no estamos hablando de un proceso físico en el que colapsa una onda real.
  62. ^ W. Heisenberg (1955), "El desarrollo de la interpretación de la teoría cuántica", en W. Pauli (ed.), Ensayos dedicados a Niels Bohr con motivo de su septuagésimo cumpleaños , Pergamon Press, Por supuesto, está totalmente justificado imaginar que esta transición, de lo posible a lo real, se trasladó a un punto anterior en el tiempo, ya que el observador mismo no produce la transición; pero no se puede trasladar a un momento en el que el sistema compuesto todavía estaba separado del mundo exterior, porque tal suposición no sería compatible con la validez de la mecánica cuántica para el sistema cerrado. De esto vemos que un sistema separado del mundo exterior es potencial pero no actual en carácter, o, como BOHR lo ha expresado a menudo, que el sistema no puede describirse en términos de los conceptos clásicos. Podemos decir que el estado del sistema cerrado representado por un vector de Hilbert es de hecho objetivo, pero no real, y que la idea clásica de "cosas objetivamente reales" debe abandonarse aquí, en esta medida.
  63. ^ Niels Bohr (1958), "Física cuántica y filosofía: causalidad y complementariedad", Ensayos 1958-1962 sobre física atómica y conocimiento humano , pág. 3, La descripción de los fenómenos atómicos tiene en estos aspectos un carácter perfectamente objetivo, en el sentido de que no se hace ninguna referencia explícita a ningún observador individual y que, por lo tanto, con la debida consideración a las exigencias relativistas, no hay ninguna ambigüedad involucrada en la comunicación de la información.
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Fuentes

Lectura adicional

Casi todos los autores mencionados a continuación son físicos profesionales.

Enlaces externos

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