¿La mecánica cuántica realmente describe el mundo en que vivimos o es simplemente una explicación matemáticamente conveniente?

En física, para responder preguntas, nos gusta tener una diferencia comprobable entre dos afirmaciones para decir que una es correcta y otra incorrecta.

Una forma de distinguir las dos hipótesis en la pregunta es si hubiera otras formulaciones de la naturaleza que no sean de mecánica cuántica. Si este fuera el caso, entonces la mecánica cuántica sería simplemente un La descripción de la naturaleza en oposición a la descripción de la naturaleza y la conveniencia sería la única forma de preferir la mecánica cuántica sobre esta otra formulación putativa.

Lo que sabemos es que actualmente no existe una descripción mecánica no cuántica de la naturaleza. Además, existen teoremas de que la mecánica cuántica es un marco aislado y rígido, lo que significa que no hay formulaciones cercanas. Se han realizado muchos trabajos para explorar formulaciones de mecánica no cuántica por mentes líderes de la física como Steven Weinberg y Gerard ‘t Hooft. Por lo tanto, es justo decir que este fracaso no se debe exclusivamente a la falta de esfuerzo, aunque crear un teorema de no ir es probablemente imposible.

Nuestro mundo es nuestras experiencias sensoriales. Es inútil (o quizás sin sentido) pensar en cualquier otro mundo, que exista independientemente de nuestras impresiones sensoriales.

El trabajo de los físicos es describir las relaciones entre varias impresiones sensoriales, para que podamos encontrar nuestro camino a través de nuestro mundo de experiencias. Para hacer esto, necesitamos construir libremente conceptos que hagan inteligible la totalidad (o un subconjunto de eso) de nuestras experiencias.

Obviamente, los conceptos pueden trascender fácilmente en algo que no es directamente perceptible. La justificación de esos conceptos depende únicamente de su efectividad y eficiencia para hacer que las experiencias sensoriales sean inteligibles y, en la medida en que tengan éxito en este trabajo, deben ser tratadas como “reales”.

La mecánica cuántica describe nuestro mundo, es decir, nuestras experiencias, posiblemente, de la manera más eficiente. Al hacer esto, hace uso de varios conceptos que son bastante extraños para las experiencias humanas cotidianas. Nuevamente, la justificación de esos conceptos depende únicamente de su éxito al describir nuestro mundo de experiencias. La mecánica cuántica pasa esta prueba con gran éxito hasta la fecha. Eso significa que debemos tratar esos conceptos como “reales”.

Por lo tanto, la mecánica cuántica en realidad describe el mundo real (o una parte de él) solo porque es la explicación matemática más conveniente posible. No hay contradicción aquí.

Toda la física es un modelo matemáticamente conveniente. Eso es exactamente lo que es la física. Su conveniencia reside en el hecho de que nos permite hacer predicciones sobre lo que ocurrirá cuando realicemos un experimento dado. La mecánica cuántica ha sido probada de esta manera más rigurosamente que cualquier otra conveniencia matemática y ha demostrado una y otra vez que sus predicciones son precisas para muchos decimales (10+). Dicho esto, no hay una razón fundamental para que otra teoría no pueda reemplazar la mecánica cuántica en el futuro. Es decir, todas las teorías de la física son construcciones y son tan “reales” como su capacidad de predecir o explicar de manera coherente en todos los regímenes a los que se aplican.

La mecánica cuántica describe los electrones en un átomo utilizando niveles de energía y funciones de onda. Estos hacen un muy buen trabajo al describir las partes del mundo que permiten computadoras, teléfonos celulares y muchas otras partes de “el mundo en que vivimos”.

La cuadratura de la función de onda del electrón proporciona una distribución de probabilidad para la ubicación del electrón. Hasta donde podemos ver, el electrón realmente es un objeto distribuido, como lo describen las matemáticas. Hacemos esa suposición todos los días y funciona.

Pero muchas de las distribuciones de probabilidad que vemos en otras áreas son el resultado de múltiples procesos. por ejemplo, la curva de campana habitual (función de distribución gaussiana o normal) que describe las alturas de los adultos es el resultado de múltiples variables genéticas, múltiples variables nutricionales y múltiples variables ambientales. Estas otras variables pueden no estar normalmente distribuidas, pero interactúan y producen alturas de adultos normalmente distribuidas.

Se han especulado durante casi 100 años que las distribuciones mecánicas cuánticas son realmente el resultado de procesos que aún no hemos descubierto. Estas se llaman teorías de variables ocultas . Vea el artículo de Wikipedia Teoría de la variable oculta Hasta ahora, ninguna de estas teorías ha sido probada.

La explicación más simple parece, para mí, otros tienen opiniones diferentes, ser que las ecuaciones de la mecánica cuántica no son solo aproximaciones convenientes sino descripciones reales de la realidad.

La mecánica cuántica está en todas sus computadoras y teléfonos celulares. Está en muchas bombillas modernas. Es el láser que lee los precios en la tienda de comestibles y su boleto en un concierto. Es el corazón de los mejores relojes y los ojos de los mejores microscopios. Es lo que hace que los sólidos sólidos y líquidos fluyan, y potencia las reacciones químicas y la radiactividad. Probablemente esté jugando un papel importante en biología que recién estamos comenzando a entender y es el sol y la luz de la luna y las brillantes auroras boreales y australes. Es la base y el tejido de tu mundo. Y sí, es matemáticamente conveniente.

La parte superior de mi cabeza, ninguno muy respetuoso o preciso:

Esperar que las personas con mentalidad matemática incluyan la observación viva en las formas de onda de cualquier asunto … ¿no es eso un poco como pedirle al Chef que fríe y sirva sus propios dedos? Es decir. solo puedes hacerlo una vez (la Interpretación de Copenhague de 1929).

Esperar que las matemáticas cuánticas sean predictivas (“explicar todas las cosas”) no es realista para mí. “El mundo en que vivimos” es un ESTADO caótico. Las matemáticas pueden describir y predecir la fluctuación caótica VISTA DESDE ARRIBA (o dentro, pero no reemplazarla), pero solo manejarla a la orden desde un punto dado, QM puede (eventualmente) lidiar con los puentes de energía entre eventos, pero no ser ellos, reemplazar ellos.

La única forma de describir el mundo en un sentido preciso de la palabra es serlo, reemplazando algo más en ese lugar en el espacio-tiempo. Es decir: Parte de una unidad cósmica, o separada de ella, a través de la dispersión de las olas en cualquier dirección, no importa. Percibirlo, existe. Comparta su comprensión de cualquier manera o no, todavía lo es. Esto vale para cualquier cosa. La vida es, los humanos son, la conciencia es, el amor es, las ranas y los recortes de mostaza y uñas y la próxima semana al mediodía por la Columna de Nelson son parte de la física cuántica, simplemente no sabes cómo hacerlo relevante todavía.

Mi muy humilde comprensión de la mecánica cuántica es la siguiente: todas las cosas (fotones, electrones, átomos, bolas bucky y, presumiblemente, también cosas más grandes) están en una superposición de todos los posibles estados (y posiciones) hasta que se observen, en ese punto la superposición colapsa instantáneamente en un solo estado discreto. Pero, ¿qué constituye exactamente ‘observación’? ¿Y es demasiado tonto e idealista pensar que la conciencia podría desempeñar un papel?

Explica ‘materia’ y ‘realidad’ en su forma más sutil. No, por lo que luchamos es por una explicación conveniente de nuestra existencia y conciencia que no encuentra lugar en esta profunda investigación de la realidad cuántica. Francamente, ¿quiénes somos realmente en este océano del campo y quarks de Higg y el Universo espeluznante de 11 dimensiones? Olvídalo. Nadie sabe.

Todo es un modelo, y todos los modelos están equivocados.

Eso incluye las explicaciones de las cosas que es más probable que observe (es decir, la física newtoniana). Todos son modelos, y todos están equivocados.

Pero son útiles porque los resultados terminan prediciendo lo que observaremos en determinadas situaciones.

Creo que, en última instancia, tanto la mecánica cuántica como la física clásica son solo matemáticas convenientes.

Desde que aprendimos algo llamado teoría de la información, nos dimos cuenta de que no puedes tener cantidades físicas de precisión infinita. Si pudieras, entonces habría infinitas cantidades de información presente, lo cual es absurdo.

No hay infinitos físicos y, por lo tanto, el número de bits necesarios para representar el estado del universo es finito.

La matemática que usa números reales es realmente irreal en algún sentido.

Mi respuesta, sin ser un profesional en el campo, es que es una explicación matemáticamente conveniente. Eso es bastante bueno siempre que proporcione las respuestas que le permitan hacer uso de los datos. Los conceptos aparentemente no tienen sentido intuitivo real incluso para los expertos, porque nuestros cerebros se adaptaron a nuestro mundo tridimensional donde solo podemos ver cosas relativamente grandes. Supongo que nadie puede comprender realmente el concepto de nueve u once dimensiones, excepto matemáticamente. Incluso la única dimensión adicional de la relatividad es difícil de visualizar para nosotros y tenemos que recurrir a analogías para entender cosas como la deformación del espacio por la gravedad.

Por un momento, tomaré el punto de vista contrario donde yo, como Einstein, creo que “Dios no juega a los dados”. A menudo he encontrado que este es un punto de vista convincente porque lo que me encanta de la física es la capacidad de predecir un resultado cuando se le da un conjunto adecuado de variables de entrada. Si un electrón se acerca a una barrera con dos rendijas, el electrón debe bloquearse o atravesar una rendija. No ambos. Pasar por ambos sería una locura. Los experimentos deben ser defectuosos y debe haber algún tipo de variables desconocidas que no se tengan debidamente en cuenta.

Por desgracia, no es así. Las ecuaciones que describen que son la mecánica cuántica. Hay funciones de probabilidad y onda. No se pueden encontrar, suponer o factorizar “variables ocultas”. Hombres mejores de lo que he intentado e intentado.

Ahora, no soy Einstein o Hawking. Soy un ingeniero. Tengo que usar las matemáticas disponibles para resolver los problemas en cuestión. Puede que no me guste la ‘explicación’ porque es contraintuitiva, y puede que no me guste la ‘teoría’ porque puede parecer faltante, pero sería un idiota si no siguiera las matemáticas. La matemática es más que conveniente. Se ha demostrado experimentalmente que es preciso y, por lo tanto, debe usarse.

No me gusta que no haya una solución entera para x ^ 3 + y ^ 3 = z ^ 3 porque parece contrario a mis expectativas, pero así es como es y aplicar la palabra ‘conveniente’ a algo así parece que yo sea una postura emocional

Las ilusiones no hacen las tareas.

Explica el mundo en el que vivimos. Explica muchas cosas desde los colores que vemos a nuestro alrededor, las reacciones químicas que usamos para fabricar medicamentos, etc., los diversos escaneos que experimentamos en los hospitales hasta los dispositivos electrónicos que estamos usando ahora para comunicarnos. explica por qué un electrón no solo cae en el núcleo que irradia energía, sino que la lista es enorme.

¿Es posible que el determinismo absoluto sea cierto, después de todo, o podemos inferir de la mecánica cuántica que realmente hay limitaciones en la causalidad, aparte de nuestra capacidad para realizar mediciones? Supongo que esta distinción es solo de importancia filosófica.

Cualquier teoría científica es una explicación matemáticamente conveniente.

La única forma de describir el mundo (físico) en el que vivimos es con un modelo matemático convincente o una explicación. El “o” en su pregunta debe ser un “y”.

Realidad = Matemáticas.

Ver hipótesis del universo matemático

La vida que estás viviendo, con teléfonos celulares, computadoras y todo, no existiría sin Quantum.
Entonces sí importa, ya sea matemático (para usted) nuestro no.

Si ha oído hablar de otra teoría que describe el mundo en que vivimos, hágamelo saber