¿Qué intenta decirnos la mecánica cuántica?

La física clásica no necesitaba ningún descargo de responsabilidad. La física que nació con Isaac Newton y gobernó hasta principios del siglo XX parecía bastante sencilla: la materia era como pequeñas bolas de billar. Acelera o desacelera cuando se expone a fuerzas. Nada de esto necesita explicaciones especiales adjuntas. Los detalles pueden complicarse, pero no había nada extraño al respecto.

Luego apareció la mecánica cuántica, y todo se volvió extraño bastante rápido.

La mecánica cuántica es la física de los fenómenos a escala atómica, y es la teoría más exitosa que jamás hayamos desarrollado. Entonces, ¿por qué hay miles de interpretaciones en competencia de la teoría? ¿Por qué la mecánica cuántica necesita una explicación?

Básicamente, ¿qué estás tratando de decirnos?

asuntos de Estado

Hay muchas peculiaridades en la física cuántica, muchas formas en las que difiere de la visión clásica del mundo de partículas bien conocidas con propiedades perfectamente descritas. La rareza en la que te enfocas tiende a ser tu interpretación preferida.

Pero la extrañeza que más se destacó y que dio forma a la mayoría de las interpretaciones es la naturaleza de la «superposición» y la analogía en Mecánica cuántica.

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Todo en física se reduce a describir lo que llamamos un estado. En la física clásica, el estado de una partícula era solo su posición y momento. (El impulso está relacionado con la velocidad). La posición y la velocidad se pueden conocer con tanta precisión como su equipo lo permita. Es importante destacar que la condición nunca estuvo relacionada con la toma de una medida: nunca tuvo que mirar la partícula. Pero la mecánica cuántica nos obliga a pensar en el estado de una manera completamente diferente.

En física cuántica, un estado representa los posibles resultados de las mediciones. Imagina que tienes una partícula en una caja y la caja tiene dos cámaras accesibles. Antes de realizar la medición, el estado cuántico se encuentra en una «superposición», con un término para una partícula en la primera cámara y otro término para una partícula en la segunda cámara. Ambos términos existen simultáneamente en el estado cuántico. Solo después de que se realiza la medición se dice que la superposición «colapsa», y el caso tiene un solo término: el término que corresponde a ver la partícula en la primera o segunda cámara.

¿Qué significa la mecánica cuántica?

Entonces, ¿qué está pasando aquí? ¿Cómo puede una partícula estar en dos lugares al mismo tiempo? Esto también es como preguntar si las partículas tienen propiedades propias. ¿Por qué hacer una medición debería cambiar algo? Y cual es la medida exacta? ¿Necesita a alguien que haga una medición, o puede decir que cualquier interacción con el resto del mundo es una medición?

Este tipo de preguntas ha generado valor de biblioteca para las llamadas explicaciones cuánticas. Algunos de ellos intentan preservar la cosmovisión clásica al encontrar una manera de reducir el papel de la medición y preservar la realidad del estado cuántico. Aquí «verdad» significa que el estado describe el mundo mismo sin referencia a nosotros. En el extremo de esto está la «interpretación de muchos mundos», que hace que cada posibilidad en un estado cuántico sea un universo paralelo que se materializará cuando ocurra un evento cuántico, una medición.

Este tipo de explicación es incorrecta para mí. Mis razones para decir esto son simples.

Cuando los inventores de la mecánica cuántica rompieron con la física clásica en las primeras décadas del siglo XX, estaban haciendo lo mejor que hacen los físicos creativos. Estaban encontrando nuevas formas de predecir el resultado de los experimentos mediante la construcción creativa de física antigua mientras la expandían de manera que abarcaba nuevos comportamientos vistos en el laboratorio. Esto los llevó en una dirección en la que la medición comenzó a desempeñar un papel importante en la descripción de la física en su conjunto. Una y otra vez, la mecánica cuántica ha demostrado que en el centro de sus muchas rarezas está el papel que juega una persona que actúa en el mundo para obtener información. Esta, para mí, es la lección central que la mecánica cuántica está tratando de enseñarnos: que participemos, de alguna manera, en la descripción de la ciencia que hacemos.

Ahora, para que quede claro, no estoy afirmando que «el observador afecte lo observado», o que la física necesite un lugar para algún tipo de mente cósmica, o que la conciencia acceda a la máquina y cambie las cosas. Hay formas más sutiles e interesantes de escuchar lo que la mecánica cuántica está tratando de decirnos. Esta es una de las razones por las que me gusta tanto la explicación nombrada. Qbismo.

Lo que importa es intentar mirar al meollo del problema. Después de todo, después de todo lo dicho y hecho, ¿a qué se refiere la mecánica cuántica? La respuesta es que se refiere a nosotros. Está tratando de decirnos lo que significa ser un sujeto incrustado en el universo, hacer esta cosa asombrosa llamada ciencia. Para mí, esto es tan emocionante como una historia sobre la visión del universo del «Ojo de Dios».