La mecánica cuántica en general y el experimento de Stern-Gerlach en particular desafían el realismo ingenuo (¿Qué es el realismo ingenuo?) Y los aspectos relacionados del realismo, pero al mismo tiempo apoyan otros aspectos del realismo. Aclararé esto …
En primer lugar, el término “realismo” tiene muchos significados diferentes en diferentes contextos, que van desde el habla cotidiana, el arte y la filosofía. Solo se cuestionan ciertos significados filosóficos.
“La naturaleza y la plausibilidad del realismo es uno de los temas más debatidos en la metafísica contemporánea, quizás incluso el tema más debatido en la filosofía contemporánea. La cuestión de la naturaleza y la plausibilidad del realismo surge con respecto a una gran cantidad de temas, incluyendo ética, estética, causalidad, modalidad, ciencia, matemáticas, semántica y el mundo cotidiano de los objetos materiales macroscópicos y sus propiedades “. (http://plato.stanford.edu/entrie…)
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El aspecto desafiado por QM es el del “mundo cotidiano de los objetos materiales macroscópicos y sus propiedades”.
El realismo es “en filosofía, el punto de vista que otorga a las cosas que se conocen o perciben una existencia o naturaleza que es independiente de si alguien está pensando en ellas o las percibe”. (http://www.britannica.com/EBchec…)
El aspecto de esto que está siendo desafiado es la idea “de que los objetos físicos existen independientemente de su percepción ” (http://www.answers.com/topic/rea…)
Dentro del contexto de la física, esta forma de realismo puede expresarse como la idea de que ” todos los valores medidos tienen un valor real antes de ser medidos e independientes de esa medición “.
El aspecto del realismo que es cuestionado por QM a menudo se identifica como realismo ingenuo, que es una forma común del tipo de realismo identificado anteriormente, por lo tanto, a menudo se dice que la mecánica cuántica desafía el realismo ingenuo .
“El realismo ingenuo, también conocido como realismo directo o realismo de sentido común, es una teoría de la percepción de sentido común … El realismo ingenuo afirma que el mundo es más o menos como lo tendría el sentido común. Todos los objetos están compuestos de materia, ocupan espacio, y tienen propiedades como el tamaño, la forma, la textura, el olor, el sabor y el color. Estas propiedades generalmente se perciben correctamente. Entonces, cuando miramos y tocamos cosas, vemos y sentimos esas cosas directamente, y así las percibimos como realmente son. seguir obedeciendo las leyes de la física y retener todas sus propiedades, ya sea que haya alguien presente o no que lo observe “. (http://en.wikipedia.org/wiki/Nai…)
Entonces QM no está desafiando todo el realismo, solo ciertos aspectos. En realidad, admite algunos aspectos, por ejemplo:
“El realismo científico afirma que podemos saber acerca de los objetos más allá de lo que observamos con nuestros sentidos desnudos, y este conocimiento es lo que nos permite predecir fenómenos … Esto desafía la afirmación empirista de que los objetos cuánticos son simplemente herramientas empíricas para describir observables … Ahora sabemos que los objetos cuánticos se comportan de manera diferente a los objetos cotidianos, y podemos hacer una afirmación epistemológica respaldada experimentalmente sobre el mundo cuántico, una afirmación muy realista “. (Una crítica de la interpretación empírica de la física moderna (http://www.frc.ri.cmu.edu/~gholl…))
Así, la afirmación realista de que los objetos materiales son reales es cuestionada por QM, pero la afirmación realista de que las funciones de onda y los procesos de información cuántica representan algo real es compatible con QM.
El experimento de Stern-Gerlach (entre otros) claramente refuta el realismo ingenuo y los aspectos relacionados del realismo. Este experimento muestra que los valores medidos no son inherentes al sistema cuántico, sino que se crean (y destruyen) a través del acto de medición. [Nota: esto se discute en detalle, con derivación matemática y discusión en las secciones relevantes del libro electrónico System Science of Virtual Reality http://www.anandavala.info/Syste…
Para ilustrar los resultados de ese experimento en términos no técnicos, consideremos primero una situación en términos realistas ingenuos y luego veamos cómo los sistemas cuánticos difieren de esto.
El experimento original utilizó la polarización de los estados de espín de un haz coherente de átomos de plata, sin embargo, aquí consideremos una pila de tarjetas, estas tarjetas tienen un lado coloreado (rojo o azul) y un número impreso en el otro lado (0 o 1).
Desde una perspectiva realista ingenua, cada carta debe ser roja-0, roja-1, azul-0 o azul-1 y cada tarjeta conserva estas propiedades, ya sea que alguien las esté mirando o no.
Ahora ordenemos repetidamente estas tarjetas en función de sus propiedades, digamos que primero miramos solo sus colores y las clasificamos en dos pilas, una que contiene solo tarjetas rojas y la otra que contiene solo tarjetas azules. Ahora vamos a elegir una de estas pilas, digamos la pila de tarjetas rojas.
Ahora miramos solo sus números y los clasificamos en dos pilas, una que contiene solo 0 cartas y la otra que contiene solo 1 cartas. Ahora volvamos a elegir una de estas pilas, digamos la pila de 1 cartas.
Si se aplican los principios del realismo ingenuo, esta pila final solo contiene cartas rojas-1, por lo que podemos clasificar esta pila según el color y el 100% de las cartas serán rojas.
Sin embargo, el experimento Stern-Gerlach demuestra que este no es el caso de los sistemas cuánticos. Encontramos que la pila final contiene cartas rojas y azules en igual medida.
Además, si tuviéramos que elegir una de estas pilas y clasificarla por número, encontraríamos que contiene tanto 0 como 1 en igual medida.
Este fenómeno se relaciona con la complementariedad (http://bit.ly/cZJboy) y el principio de incertidumbre (http://bit.ly/95dD1S). Simplemente no hay suficiente información dentro del sistema cuántico para definir simultáneamente todos los observables. Se consideró la posibilidad de que haya variables ocultas, pero el teorema de Bell lo refutó (http://bit.ly/d3pWh8).
Por lo tanto, existe un estado cuántico abstracto, que puede producir diferentes observables cuando se mide o experimenta de diferentes maneras. A medida que ganamos certeza sobre una propiedad, la propiedad complementaria se vuelve completamente incierta. Por lo tanto, NO es el caso de que “todos los valores medidos tengan un valor real antes de ser medidos e independientes de esa medición”.
Este tipo de experimentos subyace a las declaraciones de los físicos cuánticos, tales como:
“la naturaleza parece ‘hacer el cálculo’ y luego presentarnos un evento observado” (J. Gribbin, In Search of Schrodinger’s Cat, 111.)
“No tenemos una razón satisfactoria para atribuir la existencia objetiva a cantidades físicas, a diferencia de los números obtenidos cuando hacemos las mediciones que correlacionamos con ellas. No hay una razón real para suponer que una partícula tiene en todo momento un elemento definido, pero desconocido, posición que puede ser revelada por una medición del tipo correcto … Por el contrario, nos metemos en un laberinto de contradicciones tan pronto como inyectamos en la mecánica cuántica conceptos que se trasladan del lenguaje y la filosofía de nuestros antepasados … Sería más exacto si hablamos de ‘hacer mediciones’ de esto, aquello u otro tipo en lugar de decir que medimos esto, aquello u otra ‘cantidad física’ “. (CE Kemble)
“” [Tenemos que renunciar a la idea del realismo en un grado mucho mayor de lo que la mayoría de los físicos creen hoy “. (Anton Zeilinger) … Por realismo, se refiere a la idea de que los objetos tienen características y propiedades específicas: que una pelota es rojo, que un libro contiene las obras de Shakespeare, o que un electrón tiene un giro particular … puede que no tenga sentido pensar que tienen características bien definidas “. (P. Ball, ¿los físicos se despiden de la realidad ?: Nature News http://bit.ly/dgeHYd)
“La mecánica cuántica se aplica cada vez más a objetos cada vez más grandes. Incluso una barra de una tonelada propuesta para detectar ondas de gravedad debe analizarse mecánicamente cuánticamente. En cosmología, se escribe una función de onda para todo el universo para estudiar el Big Bang. Hoy se hace más difícil aceptar indiferentemente el reino en el que se aplican las reglas cuánticas, ya que de alguna manera no son físicamente reales … La mecánica cuántica nos obliga a abandonar el realismo ingenuo “. (B. Rosenblum y F. Kuttner)
Dado que se ha comprobado que los valores medidos NO tienen un valor real antes de ser medidos, esto tiene implicaciones sobre la cuestión de si los objetos físicos existen independientemente de su percepción. Solo podemos percibirlos a través de sus propiedades, por lo tanto, si las propiedades no tienen una existencia independiente, ¿en qué medida se puede decir que los objetos sí? Ver ¿Cuál es el “problema del mundo externo”? y que es la materia
Una de las propiedades fundamentales de un objeto físico es su posición en el espacio y su estado de movimiento, sin embargo, estos son complementarios, por lo que es imposible que un sistema cuántico tenga una posición y un estado de movimiento bien definidos al mismo tiempo. Cuanto más aumentamos nuestra certeza de una propiedad, más disminuimos nuestra certeza de la otra propiedad.
Es en este sentido que QM demuestra que el realismo ingenuo es falso. ¿Qué implica esto sobre la naturaleza de los sistemas cuánticos y los fenómenos observables?
Implica que los sistemas cuánticos son procesos de información (computación, conciencia) y que los fenómenos observables son el contenido de la información (datos, qualia) .
“Cuanto más se examinan las ondas de la mecánica cuántica, menos se parecen a las ondas en un medio. En la década de 1920, Ernst (sic) Schrodinger estableció una fórmula que podría “describir” el comportamiento ondulatorio de todas las unidades cuánticas, ya sean luz u objetos … Durante un breve tiempo, los físicos trataron de visualizar estas ondas cuánticas como ondas ordinarias que viajan a través de algún tipo de medio (nadie sabía qué tipo) que de alguna manera llevaba las propiedades cuánticas de un objeto. Entonces Max Born señaló algo bastante sorprendente: la simple interferencia de estas ondas cuánticas no describía los comportamientos observados; en cambio, las ondas tuvieron que interferirse y los resultados matemáticos de la interferencia tuvieron que manipularse más (“cuadrándolas”, es decir, multiplicando los resultados por sí mismos) para lograr la característica de probabilidad final de todos los eventos cuánticos. Es un proceso de dos pasos, cuyo resultado final requiere manipulación matemática. El proceso no se puede duplicar solo con ondas, sino solo mediante cálculos basados en números que se ciclan a la manera de las ondas “. (Una interpretación cibernética de la mecánica cuántica, Ross Rhodes, http://www.bottomlayer.com/botto…)
Por lo tanto, este experimento y otros similares implican que no hay nada material o físico sobre el universo objetivo, es un proceso de información. Son nuestras experiencias subjetivas las que parecen físicas, sin embargo, no existen “allá afuera” en un universo físico, ocurren como los contenidos de la conciencia. Es el hábito del realismo ingenuo lo que nos lleva a suponer que los objetos de la experiencia son objetos materiales externos. Ver ¿Qué es el realismo ingenuo?
Ver también:
- La respuesta de John Ringland a ¿Qué es la conciencia? ¿Qué significa que algo tenga “conciencia”? ¿Cuál es la diferencia entre algo que tiene conciencia y algo que no?
- La respuesta de John Ringland a Las grandes preguntas filosóficas: ¿Es el universo una simulación?
- ¿Que sucede?
- Ahora que el ingenuo realismo ha sido refutado por la mecánica cuántica, ¿cómo afectará esto a nuestro paradigma colectivo?
