¿Es cierto que la probabilidad juega un papel importante en la mecánica cuántica?

En la mecánica clásica, si conoce el estado de un sistema (posición, velocidad y todo lo que debe saber sobre él), tiene una ecuación para predecir todo su futuro. Esto se llama determinismo y es el sello distintivo de la mecánica clásica. Por el contrario, la mecánica cuántica solo le brinda probabilidades de que sucedan diferentes cosas a un sistema. Es difícil de aceptar, pero sí, ese es el estado actual de la física. Algunos físicos piensan que podría haber una teoría fundamental subyacente que podría dar una imagen determinista o al menos más completa, pero la mayoría de los físicos creen que la naturaleza es probabilística en su núcleo.
Ahora la pregunta sobre “la probabilidad juega un papel importante” en la mecánica cuántica, la respuesta es sí. Imagine un proceso de varios pasos en el que un sistema pasa por un pequeño número de estados posibles como uno que se muestra en la figura.

Un sistema inicialmente en el estado A puede pasar por cualquiera de estas secuencias ABE, ABF, ACG, etc. y en cada paso hay una probabilidad de elegir entre las opciones disponibles. Para que pueda ver claramente qué tan rápido la probabilidad se convierte en uno de los componentes fundamentales de cualquier proceso.

Finalmente, todo esto no quiere decir que un sistema cuántico no pueda ser determinista. A veces, la probabilidad de que algo suceda puede ser del 100%, por lo que está seguro de que sucederá, pero eso no es genérico.

No en realidad no. Las amplitudes son extremadamente importantes: son, más o menos, una generalización de probabilidades, ya que los valores negativos también están permitidos. No se puede decir que haya una probabilidad del 50% de que llueva, pero en realidad se pueden tener amplitudes negativas.

La probabilidad real es la amplitud al cuadrado; en cuántica, sumas amplitudes, cuando cruzas a clásico, sumas probabilidades; es por eso que cuando su sistema descodifica los efectos de interferencia desaparecen: no hay forma de sumar dos probabilidades distintas de cero y obtener cero, pero hay una forma de sumar dos amplitudes distintas de cero y obtener cero (una franja oscura en el patrón de interferencia, donde la probabilidad resultante es cero, incluso cuando las probabilidades de los eventos contribuyentes separados no lo son, nuevamente, porque en realidad estás sumando amplitudes, no probabilidades).

Para todos los fines prácticos, sí. En esencia, sin embargo, no necesariamente; en particular, la teoría es fundamentalmente determinista a menos que suponga alguna violación de la ecuación de Schrodinger (o, más generalmente, la linealidad) en algún momento.

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Permítanme explicar mi punto de vista, que es esencialmente una visión de Muchos Mundos. Supongamos que te llevo a un mundo de ciencia ficción. Supongamos que tengo un “teletransportador” que te aniquila y te reconstruye en la luna, y vas a entrar en ese teletransportador. Si te pregunto qué esperas experimentar en un segundo (después de teletransportarte), respondes algo como “Voy a ver la luna”. Si fueras reconstruido en Marte, dirías “Vería Marte”. ”

Ahora, supongamos que tomé esa información, la copié y la envié a la luna y a Marte. ¿Qué dirías? Presumiblemente, algo así como “voy a ver la Luna o Marte, pero no sé cuál”. Aunque sabes todo sobre cómo funciona este mundo, todavía, en cierto sentido, no sabes lo que eres va a experimentar Bajo una interpretación de muchos mundos, la mecánica cuántica es así: determinista en su núcleo, todo se puede saber, pero la experiencia subjetiva infunde una medida de probabilidad.

El problema es que, por cualquier interpretación razonable de la mecánica cuántica “pura” sin medición, sus pensamientos deberían entrar en una superposición. Para abreviar un tema más complicado, dado que “no tiene sentido”, sientes tus pensamientos como un pensamiento u otro, y por lo tanto solo sientes una “rama” de la superposición.

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De todos modos, para todos los cálculos efectivos , que implican tomar una “medición” al final del día (que implica hacer un cálculo para un sistema intensamente complicado, un dispositivo de medición y usted mismo, acoplado a su subsistema “simple”), surge la probabilidad desempeñar un papel central en los cálculos finales, y todos aceptan este uso de probabilidad.