¿Está allí la luna cuando nadie mira? Si la desigualdad de Bell ha sido violada experimentalmente por partículas subatómicas como los fotones, ¿por qué no es violada por objetos como la luna?

Para poner la pregunta en contexto, esta es una alusión a un relato de una conversación que Abraham Pais tuvo con Albert Einstein con respecto a la teoría cuántica y la naturaleza de la realidad:

“A menudo discutíamos sus nociones sobre la realidad objetiva. Recuerdo que durante una caminata, Einstein se detuvo de repente, se volvió hacia mí y me preguntó si realmente creía que la luna existe solo cuando la miro ”. Rev. Mod. Phys. 51 , 863–914 (1979), pág. 907

Este pasaje inspiró el título del conocido artículo de David Mermin “¿Está la luna allí cuando nadie mira? La realidad y la teoría cuántica”. Physics Today , abril de 1985, págs. 38-47.

Por lo tanto, la pregunta expresa un desafío a la opinión ampliamente aceptada de que los sistemas de mecánica cuántica carecen de propiedades objetivas definidas (por ejemplo, posición e impulso), independientes de la observación. Einstein utilizó el ejemplo de la luna para enfatizar las consecuencias aparentemente absurdas de esta visión para los sistemas macroscópicos. La famosa paradoja del gato de Erwin Schrödinger fue ideada para hacer un punto similar.

La expresión más rigurosa e influyente de Einstein de su objeción a este aspecto de la teoría cuántica es su artículo de EPR. Es lamentable que Einstein no haya vivido para ver el teorema de Bell y los experimentos de prueba de Bell que demuestran definitivamente que Einstein estaba equivocado: el mundo físico (y la teoría cuántica) no es compatible con el realismo local.

Aunque la teoría de la onda piloto de Bohm mostró que es posible retener el realismo postulando la existencia de un potencial cuántico explícitamente no local, ha sido criticado por atraer entidades y propiedades superfluas que en principio no son observables.

Por el contrario, las interpretaciones más difundidas de la teoría cuántica conservan la opinión de que los objetos cuánticos no observados carecen de valores definidos para sus propiedades, como la posición y el momento. Por lo tanto, en la medida en que la mecánica cuántica se aplica a los sistemas macroscópicos (como la luna), estos sistemas también carecen de valores definidos cuando no se observan. Sin embargo, la decoherencia cuántica proporciona un marco para comprender por qué los sistemas macroscópicos pueden ser tratados como objetos clásicos con propiedades objetivamente bien definidas para todos los fines prácticos (FAPP). En particular, debido a la decoherencia, no podemos observar violaciones de la desigualdad de Bell para objetos como la luna.

Entonces, para decirlo simplemente, aunque la luna no está allí cuando nadie mira, actúa como si lo estuviera .

Además, de acuerdo con el principio de incertidumbre, siempre habrá cierto grado de indefinición en la posición y el momento, incluso cuando se miden. Entonces, uno puede ir más allá y decir que la luna ni siquiera está allí cuando miramos (aunque actúa como si lo estuviera).

Einstein, por cierto, no afirmó tener pruebas científicas de una realidad física independiente del observador. Lo llamó su creencia . Al mismo tiempo, sintió que había buenas bases filosóficas para adoptar tal creencia, e incluso lo consideró un principio fundamental de la ciencia. El escribio,

“La creencia en un mundo externo independiente del sujeto que percibe es la base de todas las ciencias naturales”.

Tenga en cuenta que Einstein dice que esta creencia es la base de las ciencias naturales, es decir, la ciencia presupone la noción de una realidad objetiva. Esa noción, argumenta, es lo que da sentido al proyecto de investigación científica de la realidad. Sin embargo, pasó a calificar esta declaración, de la siguiente manera:

“Sin embargo, dado que la percepción sensorial solo proporciona información de este mundo externo o de la ‘realidad física’ indirectamente, solo podemos captar este último por medios especulativos. De esto se deduce que nuestras nociones de realidad física nunca pueden ser finales. Siempre debemos prepárese para cambiar estas nociones, es decir, la base axiomática de la física, para hacer justicia a los hechos percibidos de la manera más perfecta lógicamente “.
—Einstein, Albert. Ideas y opiniones . (Nueva York: Crown Publishers, 1954). pag. 266.

Entonces, Einstein no afirma que la ciencia nos dé un conocimiento perfecto o completo de la realidad objetiva. Nuestra ciencia es siempre provisional y es nuestro mejor intento para dar sentido a nuestros hechos percibidos. Sin embargo, insiste en que debemos presuponer una realidad objetiva para que la ciencia tenga sentido.

Sin embargo, ¿ese es realmente el caso? Me parece que Einstein tiene razón en la medida en que el proyecto de la ciencia, por definición, está diseñado para identificar patrones en los datos de observación que son invariables con respecto al tiempo, el espacio y el experimentador. Esas estructuras invariantes pueden entonces, para todos los fines prácticos, considerarse como si fueran una realidad independiente del observador. Pero creo que Einstein puede haber ido demasiado lejos al afirmar que estas estructuras invariantes deben postularse como si realmente tuvieran una realidad objetiva. Es un paso adicional sutil pero crucial que da.

Hay muchas formas diferentes de ver esta pregunta. ¿Qué quieres decir con existencia? ¿Qué quieres decir con “cuando nadie mira”? Para el caso, ¿qué quieres decir con “la luna”? Es extremadamente fácil perderse en estas preguntas y nunca hacer ningún progreso, o incluso saber dónde puede colocar los pies. Permítanme reconsiderar su pregunta a través de la lente de una menos ambigua.

¿La luna orbitaría la tierra de la manera en que la observamos aunque la vida nunca existiera en el universo? (Bien, por supuesto, todavía hay ambigüedades aquí, y posiblemente incluso peores: “¿qué es la vida?” Es una de ellas). Permítanme aclarar más esta pregunta al considerar un ejemplo. Supongamos que la luna se coloca en una superposición de orbitar la Tierra y volar hacia el Sol. ¿Podemos entonces hacer la pregunta “qué hizo la luna” sin mirarla? Es decir, ¿siguió la luna alguna trayectoria antes de mirarla y, por lo tanto, no podríamos haber mirado en absoluto, o nuestra observación determinó qué camino tomó? Tenga en cuenta que esta es una cuestión de si la pregunta en sí misma está bien definida o no. Es posible que la luna no siga una trayectoria bien definida sin alguna característica adicional (como la observación) y, por lo tanto, incluso hacer la pregunta “¿qué hizo la luna?” Simplemente no está permitido.

Esto se reduce aún más a si existe o no un mecanismo en funcionamiento que “colapsa la función de onda”, es decir, elige un camino para la luna, que no sea la idea de observación aparentemente centrada en el ser humano. Tal como está, no existe dicho mecanismo, aunque eso no significa que no haya mecanismos propuestos. La mayoría de los mecanismos propuestos tienen que ver con la gravedad, y postulan que en algún momento del destino de una partícula cuando una gravedad de superposición entra y colapsa las cosas a un resultado particular, independientemente de si la partícula está en el laboratorio de un físico o golpea un telescopio. La búsqueda de tal mecanismo es en gran parte filosófica, ya que tal como están las reglas actuales de la mecánica cuántica simplemente no dicen nada acerca de la existencia del universo fuera de su medición. No nos dicen nada acerca de si las funciones de onda son o no objetos reales, físicos, y si el proceso físico del “colapso de la función de onda” puede ocurrir o no sin laboratorios de física. Por lo tanto, es simplemente imposible decir, en el marco actual, si algo existe o no sin mirarlo, sin hacer un salto filosófico y casi espiritual en su interpretación de las cosas. Sin embargo, esto no significa que no se pueda avanzar en este frente.

La luna existió mucho antes de la vida en la tierra. Sin embargo, la luna no existe como un objeto subjetivo sin la conciencia de formas de vida perceptivas, ya que la conciencia es lo que distingue a los objetos del fondo de la energía física indiferenciada. Haz que este pedido sea incorrecto o combina estas dos ideas y ten cuidado porque se caerá una gran cantidad de woo woo. La “observación” en la mecánica cuántica por alguna razón ha adquirido un significado místico cuando solo significa que el señor fotón tiene que perturbar el sistema para ver lo que está sucediendo. BESO.

Los hallazgos de Bell son interesantes si está trabajando en sistemas cuánticos no perturbados como computadoras cuánticas, pero no para objetos perturbados termodinámicamente.

La luna tiene muchos efectos además de verla. Si de repente desapareciera, habría efectos catastróficos en la tierra. La repentina desaparición de la gravedad lunar crearía terremotos como nunca hemos visto antes. Por lo tanto, podemos concluir de otros efectos además de la luz de la luna en nuestras retinas que la luna sigue existiendo incluso cuando no la estamos mirando.

La luna, y otras cosas hechas de partículas subatómicas de gran número, siempre tienen efectos.

Supongo que esto es como decir lo obvio, ya que la mayoría de los aquí ya lo habrían visto, pero este es probablemente el artículo no técnico más famoso sobre el tema:

¿Está allí la luna cuando nadie mira? La realidad y la teoría cuántica – David Mermin – Physics Today – April 1985

Pequeños pedazos de realidad existen como ondas hasta que se miden. Podemos predecir la ubicación futura de las partículas utilizando funciones de onda cuántica (funciones matemáticas), pero solo la probabilidad de ubicaciones futuras. Esto difiere de trozos más grandes de materia; Podemos predecir su ubicación futura exacta con 100% de certeza.

Si tenemos un grupo de partículas, podemos determinar su ubicación promedio . Y si la bola de partículas es lo suficientemente grande, podemos medir su ubicación exacta, porque realmente estamos midiendo la ubicación promedio de sus partículas (técnicamente, solo conocemos la probabilidad de la ubicación exacta del centro).

Entonces uno puede extrapolar que la ubicación exacta de cada partícula lunar es aún desconocida; solo conocemos su ubicación promedio (centro de la luna). La luna existe en ausencia de su mirada, así como existe un fotón (como una onda) en ausencia de su medición; solo se desconoce la ubicación exacta de todas sus piezas.

La gravedad de las lunas crea mareas, lo miremos o no

Eh simplemente lo basaron en el experimento de doble rendija y el experimento de elección retrasada del borrador cuántico realizado millones de veces. Donde la función de onda colapsa de electrones cuando hay una interacción de observador consciente. Realmente es como un error en la matriz, pero no estamos seguros de por qué hay muchas interpretaciones detrás.

Realmente es como si el universo fuera solo una función ondulatoria de posibilidades hasta que una conciencia interactúa con él. Las altas posibilidades colapsarán para formar planetas, estrellas y galaxias completas con historia y eventos futuros. Entonces, ¿qué es la conciencia?

Personalmente, la conciencia es solo el universo determinista que arrastra el tiempo, el espacio y la materia a su viaje determinista en guerra con el universo no determinista. Sin embargo, la conciencia es solo una, los seres vivos simplemente disfrutan / usan sus beneficios para sobrevivir. Nada especial..

La dificultad para determinar si la luna existe cuando nadie mira es que la existencia de la luna se basa completamente en evidencia empírica: hemos visto la luna y por lo tanto asumimos que existe ahora, ha existido en el pasado inmediato y existirá en el futuro inmediato.

Si pudiéramos demostrar su existencia desde la base de la teoría, la respuesta a esta pregunta sería trivial. Tal como están las cosas, la existencia de la luna no está bien definida cuando no la estamos midiendo, ya que su existencia es un fenómeno inherentemente empírico.

Me gustaría responder a su pregunta en el contexto del teorema de Bell, pero me temo que no leo lo suficiente en esa área.

En el microcosmos, el concepto de que la luna no esté allí puede ser válido, pero no en el macrocosmos. La luna como la conoce está allí, incluso si nadie la mira o piensa en ella. Porque la materia y la realidad son una parte acordada de este “escenario” o “simulación”. De lo contrario, la realidad sería demasiado inestable para vivirla.

La luna no se manifiesta en ninguna percepción de la realidad hasta que un sujeto la experimente conscientemente. Si no hubiera observadores conscientes para experimentar la realidad, entonces la realidad no se manifestaría. Sin nosotros no hay esto, porque somos nosotros.