¿Por qué los físicos se aferran al realismo aunque sea contrario a los experimentos de física cuántica?

La respuesta de Paul Mainwood es excelente, excepto por la afirmación engañosa de que solo el 1% de los físicos aceptarían el “realismo de Bell” más estricto que permite teorías de variables ocultas no locales. Puede que sea una estimación precisa, pero solo porque el 97% de los físicos en ejercicio no dan un acto de procreación potencial en el aire sobre la “interpretación de la mecánica cuántica” o preguntas sobre lo que es real o no (una posición conocida como “cerrado” arriba y calcular “). El apoyo a Bohm es significativo entre los que se preocupan, quedando muy por detrás del apoyo de Many Worlds.

No olvidemos que John S. Bell mismo fue uno de esos partidarios, y uno incansable y muy vocal. Y se reiría a carcajadas ante la afirmación de que las violaciones de variaciones de su desigualdad como el LGI (o argumentos similares como el teorema del libre albedrío de Conway y Kochen) falsifican las teorías de variables ocultas no locales. Una vez escribió que él y sus colegas simpatizantes “sospechan que lo que se demuestra con pruebas de imposibilidad es la falta de imaginación”. Lo que no pudo prever es que tales esfuerzos se volverían tan desesperados que serían construidos por autores ignorantes de la propuesta que creían ellos estaban falsificando. Las defensas contemporáneas de Bohm nunca mencionan estas supuestas pruebas (nunca había oído hablar del LGI hasta ahora, y se remonta a 1995, mucho antes de que Albert lo ignorara en su clase), y por una buena razón.

Conway-Kochen toma la relatividad especial como axiomática, y dado que en Bohm SR es tan ilusorio como la aleatoriedad, ¡el teorema del libre albedrío como prueba de imposibilidad contra Bohm es obviamente circular! (Si asume la localidad, entonces las teorías que la violan son falsas. Sorpresa, sorpresa, sorpresa.) Mejor aún, puede proporcionar un mayor apoyo a la teoría, si deriva la incompatibilidad de la RS y las teorías de variables ocultas de una manera finalmente diferente. que Bell (no puedo hacer los cálculos a ese nivel).

El teorema citado por los detalles de la pregunta, el LGI, tiene una suposición adicional de “estacionariedad”: que los resultados de los experimentos realizados en diferentes momentos dependen solo del intervalo entre ellos, en lugar de los tiempos específicos de los experimentos. Pero, nuevamente, esto se niega explícitamente en la mecánica bohmiana, que tiene un estándar absoluto de simultaneidad y “contexualidad”, el enredo del aparato con el dispositivo de medición. [1] Bell tiene un párrafo completo enfatizando lo último (y sugiriendo que la palabra “medición” se abandone a favor de “experimento”) justo antes de terminar el trabajo (“On the Impossible Pilot Wave”) con el chiste citado anteriormente.

Entonces, el “realismo de Bell” de las teorías de variables ocultas no locales rescata el realismo general al aceptar enredos masivos, globales y universales. Lo que estamos viendo es que la no localidad global tiene ramificaciones tan contra-intuitivas que las personas siempre las olvidan y, por lo tanto, “prueban” que la mecánica bohmiana no puede estar en lo cierto. Pero el “realismo de Bell” proporciona una imagen de la realidad mucho más coherente y satisfactoria que la interpretación no realista de Copenhague. (MWI también es mucho mejor, pero en ningún lugar tan bueno como Bohm, pero esa es otra respuesta).

[1] No se aprecia a menudo que la violación de la simetría con respecto a la traducción en el tiempo (y, por lo tanto, la posible violación de la conservación de la energía, según la tormenta de Noether) es inherente a la QM. Después de todo, si realiza dos experimentos idénticos en dos puntos diferentes en el tiempo, de hecho no obtiene los mismos resultados microscópicos: la “función de onda colapsa” específica será diferente. Por supuesto, a nivel macroscópico, suman de manera idéntica y, por lo tanto, estamos acostumbrados a interpretar “obtener los mismos resultados” en términos de distribuciones probabilísticas cuánticas en lugar de los valores específicos. Los experimentos en un número muy pequeño de partículas, como las pruebas de LGI, no involucran suficientes partículas para producir tal distribución y, por lo tanto, están investigando el nivel en el que realmente se viola la simetría de la traducción del tiempo . Entonces, “estacionariedad” es un obvio obvio como una suposición para tal prueba. Nuevamente, creo que la prueba funciona para la versión del realismo de Bohm, al poner en primer plano las ramificaciones contraintuitivas.

Para los físicos que conocen bien el Teorema de Bell y resultados similares, es solo porque hay más de un significado de la palabra “realismo”.

Un primer significado es el general, directo y filosófico, que puede ser cubierto por algo como esta definición de la Enciclopedia de Filosofía de Stanford:

Los objetos existen, y el hecho de que existan y tengan propiedades como F-ness, G-ness y H-ness es (aparte de las dependencias empíricas del tipo que a veces se encuentra en la vida cotidiana) independiente de las creencias, prácticas lingüísticas, conceptos conceptuales de cualquier persona. esquemas, y así sucesivamente.

Esto es intuitivo, sobre lo correcto y … desafortunadamente … masivamente inadecuado para cualquier tipo de teorema matemático sobre cualquier cosa.

Después de SEP, llamemos a este sentido “realismo genérico”.


En contraste, cuando Bell estaba estableciendo su teorema, no estaba buscando una definición genérica sino un criterio de realismo para una cosa en particular: un estado cuántico. Y para obtener la compra en una prueba matemática, tuvo que convertir este “realismo” en una definición precisa y precisa. Cuando introduce esta definición, da una advertencia:

Ahora es precisamente en la limpieza de ideas intuitivas para las matemáticas que es probable que uno arroje al bebé con el agua del baño. Entonces, el siguiente paso debe ser visto con la mayor sospecha.

(JS Bell, La nouvelle cuisine, 1990)

OK aquí vamos. (La siguiente no es la definición propia de Bell, que implica algo llamado “bebles”, que luego deben definirse a su vez. Pero es la misma idea):

Tenemos un experimento que mide algún valor [math] y \ en Y [/ math], y podemos influir en el resultado con algunos parámetros de entrada o control [math] a \ en A [/ math]. Una teoría para estos experimentos tiene que predecir las distribuciones de probabilidad resultantes [matemáticas] \ rho (y, a) [/ matemáticas]

Una teoría cumple el criterio de realismo de Bell si define una distribución de probabilidad [matemática] \ rho (\ lambda) [/ matemática] en un espacio [matemática] \ lambda \ in \ Lambda [/ matemática] de “estados” del sistema y una función [math] y (\ lambda, a): \ Lambda \ times A \ rightarrow Y [/ math], que describe el resultado de la medición [math] y [/ math], si el sistema está en estado [ matemáticas] \ lambda [/ matemáticas]. De manera equivalente, para cada función de prueba [matemática] f (y) [/ matemática] en [matemática] Y [/ matemática] obtenemos:

[matemáticas] \ int f (y) \ rho (y, a) dy = \ int f (y (\ lambda, a)) \ rho (\ lambda) d \ lambda [/ math]

(Fuente: con ligeras adaptaciones de mi parte: Definición del criterio de realismo de Bell)

Ahora, a pesar de la advertencia de Bell, está claro que esta definición captura una clase importante de teorías “realistas”. Por ejemplo, todas las teorías deterministas de “variables ocultas” están cubiertas (“variables ocultas” es la idea de que “realmente existe” un estado del sistema que ignoramos, y solo se revela cuando se realiza la medición). Pero la definición también abarca versiones probabilísticas de variables ocultas, donde el “estado” es sólo de naturaleza estadística, y luego la definición se extiende aún más. Cubre todo lo que un estado “realmente existe” en cualquier forma que pueda especificarse mediante una distribución de probabilidad.

Entonces, la definición cuenta enfoques como la interpretación de Copenhague como no realistas, ya que este enfoque simplemente niega la realidad de [math] \ lambda [/ math], al menos hasta que se realice una medición. Y, más controvertido, considera que muchos mundos no son realistas (con todas las posibilidades realizadas, ¡las probabilidades no se suman en ningún tipo de distribución!)

Ahora llamamos a este criterio “realismo de campana”.


Entonces ahora tenemos la solución a nuestro rompecabezas. Es simplemente una ambigüedad en la palabra “realismo”.

Casi todos los físicos se adhieren a alguna versión del “realismo genérico” y se enorgullecen de afirmarlo. De hecho, es bastante difícil motivarse para dedicar la vida a ser físico a menos que lo acepte de alguna forma. Porque es un requisito de la física ser la investigación de la realidad, más que una investigación de nuestras percepciones sensoriales, de lecturas en instrumentos de medición o algo así.

Pero hay muy pocos físicos que se aferran al “Realismo de Bell”. * Al menos, ni una vez se ha explicado el Teorema de Bell ** y la implicación de la no localidad expuesta en toda su gloria que viola Lorentz.


[*] También habrá algunos que acepten el realismo de Bell. Aquellos que se adhieren a una teoría como la mecánica bohmiana, por ejemplo. ¿La mejor estimación del número de físicos que lo han escuchado, que lo aceptan y que se referirán a esto cuando accedan al término “realismo”? Menos que 1%. Probablemente mucho menos.

[**] Hay algunos físicos que han hecho declaraciones explícitas que contravienen incluso el realismo de Bell sin darse cuenta (por ejemplo, afirmando alegremente que el enredo está descubriendo el hecho real sobre una correlación preestablecida, como descubrir el color de una bola en un lugar cerrado caja). Pero también niega que haya algo no local en QM. Incluso puedo señalar instancias en Quora (aunque no lo haré, para ahorrar rubores). Estos casos son simples, aunque vergonzosos de explicar: son casos de ignorancia por parte de físicos que no conocen el teorema de Bell.

Gracias por A2A

El artículo arxiv al que hace referencia aborda el localismo y el realismo.

Los físicos no se aferran al realismo, sino que reconocen que solo uno de los dos siguientes puede sobrevivir mientras se mantiene consistente con los hallazgos experimentales de las mediciones cuánticas.

  1. Realismo o
  2. Localismo

Pero no son compatibles. Piense en ello como la incertidumbre de Heisenberg aplicada a la metafísica. Si intentas demostrar una filosofía (realismo), colapsarás con doble filosofía (localismo), ¡así que no puedes probar ambas!

Entro en más detalles en la respuesta de Allan Steinhardt a ¿El experimento de doble rendija en mecánica cuántica prueba la naturaleza no local de la mecánica cuántica y la existencia de la no localidad en la física?

En la teoría cuántica de campos (mi teoría favorita) no hay conflicto entre la teoría y el experimento, incluidas las desigualdades de Bell y Leggett. Creo que cualquier teoría que sea inconsistente con la realidad debería descartarse. Así es como lo puse en el Capítulo 1 de mi libro. Si lee el Capítulo 1 y el Capítulo 10, que están disponibles gratuitamente en quantum-field-theory.net, verá cómo QFT es consistente con la realidad.

“El trabajo de la ciencia es mirar más allá de nuestra intuición y abandonar las viejas formas de pensar cuando la evidencia lo requiere. Eso es lo que yo llamo sentido común. Sin embargo, hay un concepto intuitivo que retendré a toda costa: que existe una realidad. Aquellos que no creen eso, o que no están interesados ​​en lo que consiste, no deberían leer este libro. Quienes lean el libro descubrirán que QFT ofrece una imagen de la realidad que puede no ser lo que esperábamos, pero que aceptamos debido a nuestro sentido común “.

Para mí es alucinante que cualquiera pueda aceptar una teoría que es inconsistente con una realidad. Por favor, gente, DESPIERTEN Y HUELEN LOS CAMPOS.

Creo que tiene algunos términos para definir con mayor precisión antes de que sea posible una respuesta. Como ” realismo “. Si quiere que todos vayamos a leer y digerir la literatura original, tal vez no sea una pregunta razonable para Quora.

Los experimentos y la física cuántica, la desigualdad de Bell, son compatibles con el realismo, siempre que amplíe su noción de realidad para incluir la existencia de líneas de tiempo paralelas o múltiples y ramificadas. La interpretación de muchos mundos de la mecánica cuántica es la única interpretación de QM compatible con el realismo y la localidad.