Otras interpretacioneseditar
Así como las interpretaciones principales discutidas a continuación, se han propuesto varias otras interpretaciones que no han tenido un impacto científico significativo por cualquier razón. Estos van desde las propuestas de los físicos convencionales hasta las ideas más ocultas del misticismo cuántico.
La paradoja del EPREDITAR
El uso actual del realismo y la integridad se originó en el documento de 1935 en el que Einstein y otros propusieron la paradoja del EPR. En ese trabajo, los autores propusieron los conceptos elemento de realidad y la completitud de una teoría física. Caracterizaron el elemento de la realidad como una cantidad cuyo valor se puede predecir con certeza antes de medirlo o perturbarlo de otra manera, y definieron una teoría física completa como aquella en la que cada elemento de la realidad física es explicado por la teoría. En una visión semántica de la interpretación, una interpretación es completa si cada elemento de la estructura de interpretación está presente en las matemáticas. El realismo es también una propiedad de cada uno de los elementos de las matemáticas; un elemento es real si corresponde a algo en la estructura de interpretación. Por ejemplo, en algunas interpretaciones de la mecánica cuántica (como la interpretación de los mundos múltiples) se dice que el vector ket asociado al estado del sistema corresponde a un elemento de la realidad física, mientras que en otras interpretaciones no lo es.
El determinismo es una propiedad que caracteriza los cambios de estado debidos al paso del tiempo, es decir, que el estado en un instante futuro es una función del estado en el presente (véase evolución del tiempo). Puede no estar siempre claro si una interpretación en particular es determinista o no, ya que puede no haber una elección clara de un parámetro de tiempo. Además, una teoría dada puede tener dos interpretaciones, una de las cuales es determinista y la otra no.
Local realismo tiene dos aspectos:
- El valor devuelto por una medición corresponde al valor de alguna función en el espacio de estado. En otras palabras, ese valor es un elemento de la realidad;
- Los efectos de la medición tienen una velocidad de propagación que no excede algún límite universal (por ejemplo, la velocidad de la luz). Para que esto tenga sentido, las operaciones de medición en la estructura de interpretación deben estar localizadas.
Una formulación precisa del realismo local en términos de una teoría local de variables ocultas fue propuesta por John Bell.
El teorema de Bell, combinado con pruebas experimentales, restringe los tipos de propiedades que una teoría cuántica puede tener, la implicación principal es que la mecánica cuántica no puede satisfacer tanto el principio de la localidad como la definición contrafactual.
Independientemente de las preocupaciones de Einstein sobre los problemas de interpretación, Dirac y otros notables cuánticos adoptaron los avances técnicos de la nueva teoría mientras dedicaban poca o ninguna atención a los aspectos interpretativos.
Copenhagen interpretationeditar
La interpretación de Copenhague es una colección de puntos de vista sobre el significado de la mecánica cuántica atribuida principalmente a Niels Bohr y Werner Heisenberg. Es una de las más antiguas de las numerosas interpretaciones propuestas de 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. No hay una declaración histórica definitiva de lo que es la interpretación de Copenhague. Hay algunos acuerdos y desacuerdos fundamentales entre las opiniones de Bohr y Heisenberg.
Hans Primas describe nueve tesis de la interpretación de Copenhague: la física cuántica se aplica a objetos individuales, no solo conjuntos de objetos; su descripción es probabilística; su descripción es el resultado de experimentos descritos en términos de física clásica (no cuántica); la» frontera «que separa lo clásico de lo cuántico se puede elegir arbitrariamente; el acto de «observación » o» medición » es irreversible; el acto de «observación» o «medición» implica una acción sobre el objeto medido y reduce el paquete de ondas; las propiedades complementarias no se pueden observar simultáneamente; no se puede atribuir ninguna verdad a un objeto excepto de acuerdo con los resultados de su medición; y que las descripciones cuánticas son objetivas, en el sentido de que son independientes de la arbitrariedad mental de los físicos.
Heisenberg enfatizó un «corte» agudo entre el observador (o el instrumento) y el sistema que se está observando, mientras que Bohr ofreció una interpretación que es independiente de un observador subjetivo, o medición, o colapso: hay un proceso» irreversible «o efectivamente irreversible que causa la desintegración de la coherencia cuántica o el paquete de ondas que imparte el comportamiento clásico de» observación «o»medición».
Los objetos de información cuánticaeditar
Los enfoques de información cuántica han atraído un apoyo creciente. Se subdividen en dos tipos.
- Ontologías de información, como «it from bit» de J. A. Wheeler. Estos enfoques han sido descritos como un resurgimiento del inmaterialismo.
- Interpretaciones donde se dice que la mecánica cuántica describe el conocimiento del mundo de un observador, en lugar del mundo mismo. Este enfoque tiene cierta similitud con el pensamiento de Bohr. El colapso (también conocido como reducción) a menudo se interpreta como un observador que adquiere información de una medición, en lugar de como un evento objetivo. Estos enfoques se han considerado similares al instrumentalismo.
El estado no es una propiedad objetiva de un sistema individual, sino que es esa información, obtenida de un conocimiento de cómo se preparó un sistema, que se puede usar para hacer predicciones sobre mediciones futuras….Un estado mecánico cuántico es un resumen de la información del observador sobre un sistema físico individual que cambia tanto por leyes dinámicas como cada vez 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 del estado…se vuelve problemático solo 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 debido a ningún proceso físico único que tenga lugar allí, sino solo porque el estado es una construcción del observador y no una propiedad objetiva del sistema físico.
Relacional cuántica mechanicsEdit
La idea esencial detrás de la mecánica cuántica relacional, siguiendo el precedente de la relatividad especial, es que diferentes observadores pueden dar diferentes relatos de la misma serie de eventos: por ejemplo, para un observador en un momento dado, 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 argumenta que la noción de «estado» no describe el sistema observado en sí, sino la relación, o correlación, entre el sistema y su observador(s). 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, sean o no conscientes o macroscópicos. Cualquier «evento de medición» es visto 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.
Bayesianismo cuánticoeditar
El bayesianismo cuántico (también llamado qbismo) 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 el uso de un relato bayesiano subjetivo de probabilidades para entender la regla nacida de la mecánica cuántica como una adición normativa a la buena toma de decisiones. El QBism se basa en 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 QBism se ocupa de 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. Según el QBism, muchos, pero no todos, 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 QBism una forma de anti-realismo. Los autores de la interpretación no están de acuerdo con esta caracterización, proponiendo en cambio que la teoría se alinea más adecuadamente con un tipo de realismo que 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 la misma.
Muchos mundoseditar
La interpretación de muchos 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 colapso de 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 produciendo entrelazamiento, «dividiendo» repetidamente el universo en historias alternativas mutuamente no observables, universos efectivamente distintos dentro de un multiverso mayor.
Historias coherenteseditar
La interpretación de 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 para que las probabilidades de cada historia obedezcan las reglas aditivas de la probabilidad clásica. Se afirma que es consistente con la ecuación de Schrödinger.
De acuerdo con esta interpretación, el propósito de una teoría mecánica cuántica es predecir las probabilidades relativas de varias historias alternativas (por ejemplo, de una partícula).
Interpretación de ensemble Edit
La interpretación de ensemble, también llamada interpretación estadística, se puede ver como una interpretación minimalista. Es decir, afirma hacer el menor número de suposiciones asociadas con las matemáticas estándar. Toma la interpretación estadística de Born en toda su extensión. La interpretación establece 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 vasta multitud) de sistemas o partículas preparados de manera similar. En palabras de Einstein:
El intento de concebir la descripción teórica 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. P. A. Schilpp (Harper & Row, Nueva York)
El defensor actual más destacado de la interpretación en conjunto es Leslie E. Ballentine, profesora de la Universidad Simon Fraser, autora del libro de texto Mecánica Cuántica, Un Desarrollo Moderno.
Teoría de Broglie–Bohmeditar
La teoría de Broglie–Bohm de la mecánica cuántica (también conocida como teoría de ondas piloto) es una teoría de Louis de Broglie y ampliada más tarde por David Bohm para incluir mediciones. Las partículas, que siempre tienen posiciones, son 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, no es local y es determinista. La determinación simultánea de la posición y velocidad de una partícula está sujeta a la restricción habitual del principio de incertidumbre. La teoría se considera una teoría de variables ocultas, y al abrazar la no localidad satisface la desigualdad de Bell. El problema de medición se resuelve, ya que las partículas tienen posiciones definidas en todo momento. El colapso se explica como fenomenológico.
Darwinismo cuánticoeditar
El darwinismo cuántico es una teoría destinada a explicar la aparición del mundo clásico del mundo cuántico debido a un proceso de selección natural darwiniana inducido por el entorno que interactúa con el sistema cuántico; donde los muchos estados cuánticos posibles se seleccionan en contra a favor de un estado puntero estable. Fue propuesto en 2003 por Wojciech Zurek y un grupo de colaboradores que incluía a 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 perseguidos a lo largo de veinticinco años, incluidos: estados de puntero, selección electrónica y decoherencia.
Interpretación transaccionaleditar
La interpretación transaccional de la mecánica cuántica (TIQM) de John G. Cramer es una interpretación de la mecánica cuántica inspirada en la teoría de los absorbedores Wheeler-Feynman. Describe el colapso de la función de onda como resultado de una transacción simétrica de 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 ve la función de onda como una entidad real, sino también el complejo conjugado de la función de onda, que aparece en la regla de Born para calcular el valor esperado de un observable, como también real.
Theories de colapso objetivoeditar
Las teorías de 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 al azar («localización espontánea») o cuando se alcanza algún umbral físico, con observadores que no tienen un papel especial. Por lo tanto, las teorías de colapso objetivo son teorías realistas, indeterministas, sin variables ocultas. La mecánica cuántica estándar no especifica ningún mecanismo de colapso; La gestión de calidad tendría que ampliarse si el colapso objetivo es correcto. El requisito de una extensión de la MC significa que el colapso objetivo es más una teoría que una interpretación. Los ejemplos incluyen
- la teoría de Ghirardi-Rimini-Weber
- la interpretación de Penrose.
- la variante determinista de una teoría de colapso objetivo
La conciencia causa colapso (interpretación de von Neumann–Wigner)Editar
En su tratado Los Fundamentos Matemáticos de la Mecánica Cuántica, John von Neumann analizó profundamente 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. Este punto de vista fue ampliado prominentemente 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.
Las variaciones de la interpretación de las causas del colapso de la conciencia incluyen:
Investigación de reducción subjetiva Este principio, que la conciencia causa el colapso, es el punto de intersección entre la mecánica cuántica y el problema mente / cuerpo; y los investigadores están trabajando para detectar eventos conscientes correlacionados con eventos físicos que, de acuerdo con la teoría cuántica, deberían implicar un colapso de la función de onda; pero, hasta ahora, los resultados no son concluyentes. Principio antrópico participativo
El principio antrópico participativo de John Archibald Wheeler dice que la conciencia juega un papel en la creación del universo.
Otros físicos han elaborado sus propias variaciones de la interpretación de las causas de colapso de la conciencia; incluyendo:
- Henry P. Stapp (Mindful Universe: Mecánica Cuántica y el Observador Participante)
- Bruce Rosenblum y Fred Kuttner (Enigma Cuántico: La Física encuentra la Conciencia)
- Amit Goswami (El Universo Autoconsciente)
Lógica cuánticaeditar
La lógica cuántica puede considerarse como un tipo de lógica proposicional adecuada para comprender las anomalías aparentes con respecto a la medición cuántica, especialmente las relativas a 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, que intentaron reconciliar algunas de las inconsistencias aparentes de la lógica booleana clásica con los hechos relacionados con la medición y la observación en la mecánica cuántica.
Interpretaciones modales de la teoría cuánticaeditar
Las interpretaciones modales de la mecánica cuántica fueron concebidas por primera vez en 1972 por Bas van Fraassen, en su artículo «A formal approach to the philosophy of science.»Sin embargo, este término ahora se usa para describir un conjunto más amplio de modelos que surgieron de este enfoque. La Enciclopedia de Filosofía de Stanford describe varias versiones:
- La variante de Copenhague
- Interpretaciones de Kochen–Dieks–Healey
- Motivando las primeras interpretaciones modales, basadas en el trabajo de R. Clifton, M. Dickson y J. Bub.
Teorioseditar
Se han propuesto varias teorías que modifican las ecuaciones de la mecánica cuántica para que sean simétricas con respecto a la inversión del tiempo. (Véase teoría de tiempo simétrico de Wheeler–Feynman.) Esto crea retrocausalidad: eventos en el futuro puede afectar en el pasado, exactamente como los eventos en el pasado puede afectar en el futuro. En estas teorías, una sola medición no puede determinar completamente 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 momentos intermedios. Por lo tanto, el colapso de la función de onda no es un cambio físico en el sistema, solo un cambio en nuestro conocimiento de él debido a la segunda medición. De manera similar, explican que el enredo no es un verdadero estado físico, sino solo una ilusión creada ignorando 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 del tiempo favorecen la modificación de la dinámica unitaria de la mecánica cuántica estándar. Así, un exponente líder del formalismo vectorial de dos estados, Lev Vaidman, afirma que el formalismo vectorial de dos estados encaja bien con la interpretación de los mundos múltiples de Hugh Everett.