Supongo que el desacuerdo que mencionaste entre Einstein y Bohr fue sobre la interpretación de la mecánica cuántica. Si es así, permítame tomar prestadas algunas (o muchas) líneas de mi respuesta en ¿Por qué el Gato de Schrödinger está vivo o muerto cuando lo observamos?
Layman, escucha oye!
Situación : un gato está dentro de una caja cerrada, una pistola radioactiva (que tiene una probabilidad del 50% de emitir radiación letal) apunta a la caja (que puede atravesar la caja y golpear al gato, que estará muerto).
Pregunta : Abres la caja y ves que el gato está vivo o muerto. Lo que el gato era justo antes lo abriste? Después de abrirlo, ¿por qué está en un solo estado?
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La respuesta de Einstein : Después de abrir, si lo encontramos muerto, entonces el gato estaba muerto. Si lo encontramos vivo, entonces el gato estaba vivo.
Respuesta de Bohr : antes de abrir, el gato está vivo y muerto (nota: no está vivo ni muerto).
Espeluznante, ¿no? Bueno, déjame intentar explicar la respuesta de Bohr, que es la interpretación más aceptada de la mecánica cuántica entre los físicos.
La siguiente oración probablemente encapsula todo el misterio de la mecánica cuántica: el gato elige estar muerto después de que lo veas, y otra cantidad igual de veces que elige estar vivo. Pero antes de observar, son ambas cosas . La naturaleza es un diablo complicado aquí, nunca podemos decir que está vivo o muerto. Solo podemos indicar la probabilidad de que esté vivo o muerto. Así que antes de abrir, ambos estados están superpuestos (en palabras matemáticas, agregados).
Puede preguntar: “He abierto la caja y ahora la veo muerta. Cierro la caja y la abro nuevamente. ¿Cuál será la probabilidad de encontrarla viva justo antes de abrirla?” Bueno, no puedes hacer esa pregunta, porque ya has observado. Una cosa más sensata sería hacer, lo que los físicos llaman un conjunto de gatos, y repetir el experimento reemplazando al gato por uno nuevo.
Como uno podría encontrar esto en el texto QM de Griffith, hay tres interpretaciones famosas de la mecánica cuántica .
1. La interpretación realista.
Después de abrir la caja, si encuentra que el gato está muerto, el realista dirá que el gato estaba muerto justo antes del momento en que abrió la caja. Einstein (y Schrodinger) defendieron este punto de vista. Estaban profundamente preocupados por la interpretación probabilística de QM. Y si este punto de vista realista es cierto, entonces la mecánica cuántica está en problemas, porque el gato está muerto y no fue capaz de predecir exactamente que el gato estaba muerto. Debería haber alguna variable oculta involucrada además de la función de onda, que parece haber ocultado la información de que el gato ya estaba muerto.
2. Interpretación de Copenhague
Esto tiene que ver con la interpretación de Bohr de la Mecánica Cuántica (note la palabra “interpretación”, no es estrictamente ciencia sino que también es un poco más filosófica). Bohr promovió la interpretación de que un sistema colapsa a un estado después de que uno realiza la observación en el sistema. ¿Qué pasa con el sistema antes de que uno observa? El sistema existe como una mezcla de todos los estados. Cuando digo mezcla, significa adición. Gato = Vivo + Muerto. Cuando abres la caja, según Bohr, el estado colapsará a vivo o colapsará a muerto. Como citó Jordan, “Las observaciones no solo perturban lo que debe medirse, sino que también lo producen …”. Este extraño punto de vista es la interpretación más aceptada de QM entre los físicos, aunque no todos están de acuerdo con eso.
3. La interpretación agnóstica
Aquí, la respuesta a la pregunta es: “No conteste, es una pregunta estúpida. ¿Por qué debería responder la pregunta cuando ni siquiera lo sé?”. ¡Esto puede parecer una interpretación punk pero es un argumento razonable! El entusiasta del punto de vista agnóstico le dirá: “El objetivo de abrir la caja es conocer el estado del gato, ¿por qué le molesta antes de abrirlo?”. Lo suficientemente justo.
Einstein estaba convencido de que una teoría no debería tener una naturaleza de indefinición en sí misma, una teoría debe poder predecir EXACTAMENTE qué es qué. No impugnó con Bohr la teoría de la mecánica cuántica en sí misma, pero sí se opuso a su interpretación. La mecánica cuántica es una maquinaria perfectamente formulada que predice valores precisos que concuerdan perfectamente con los experimentos. Pero la naturaleza subyacente de la teoría era de lo que Einstein no estaba contento. Hasta su muerte, Einstein creía que había una teoría que era mucho más amplia que la teoría cuántica que subsumiría el presente marco de la teoría cuántica como casos especiales, pero no tiene una naturaleza probabilística para representar la realidad . Su famosa expresión “¡ Dios no juega a los dados! ” Se refiere a esta naturaleza probabilística de QM (donde consideraba a la Naturaleza como Dios). Bohr una vez le respondió a Einstein en una reunión: “¡ Einstein, deja de decirle a Dios qué hacer !”. Bohr disfrutó mucho debatiendo con Einstein. Una vez leí un extracto de un profesor indio que asistió a la conferencia de Bohr en India en 1964 en TIFR, donde Bohr dijo en su conferencia que extrañaba profundamente a Einstein y sus debates con él.
Volviendo a las interpretaciones … Hasta 1964, si conversara con casi cualquier físico cuántico, él / ella habría intentado venderle la interpretación de Copenhague. ¡Si estuvieras molesto disidente, cambiarían a la interpretación agnóstica y terminarían la conversación! Pero en 1964, un físico llamado Bell, tomó el mundo de la física por asalto al proponer su teorema (ahora conocido como Teorema de Bell o Desigualdad de Bell), lo que demostró que de hecho existe una diferencia observable si un sistema tenía un estado definitivo antes de la medición. . Así que esto hizo que la interpretación agnóstica fuera de cuestión. Así que solo quedan dos opciones: ¿es la interpretación realista o la interpretación de Cophenhagen? Si recurrimos a la ayuda de los experimentos, están a favor de la interpretación de Copenhague (más bien, no en oposición a la interpretación de Copenhague. (Examine el experimento Mach-Zehnder, el experimento de Stern-Gerlach para pruebas. Pero la prueba más auténtica de la interpretación de Copenhague es, ejem, el experimento de la doble rendija. Pero como la teoría cuántica, en cierto modo, surgió para explicar el enigma del experimento de la doble rendija [y el átomo de hidrógeno], ¡es un poco divertido referirlo como prueba de la teoría cuántica!)
Hay muchas otras interpretaciones modernas de la mecánica cuántica, de las cuales Everett “Many World Interpretation” es la segunda interpretación más popular entre los físicos actuales. Esta interpretación (en breve conocida como MWI ) hace la suposición de que hay un universo y que consta de muchos mundos . Tomemos un experimento mecánico cuántico. Digamos que hay 2 posibles ‘resultados’, al igual que en nuestro experimento con el gato Schrodinger. Según MWI, antes de abrir la caja, en un mundo el gato está muerto y en otro mundo el gato está vivo (es decir, poco después o después de algún tiempo la caja está cerrada, el mundo existente se divide en dos: de los cuales en uno mundo el gato está muerto y en otro mundo el gato está vivo) . Así que aquí no hay un concepto de ” colapso ” de la función de onda, ya que el gato ya ha sido considerado muerto o vivo antes de abrir la caja (por favor, no piense en el “universo” paralelo, solo hay UN universo, pero hay varios mundos dentro de este universo). Esta interpretación aborda la naturaleza probabilística de QM al considerar al observador y al gato como UN SISTEMA ÚNICO, a diferencia de la interpretación de Copenhague donde el observador es un factor externo (también puede explicarse técnicamente usando algo llamado decoherencia cuántica , que explica el aparente “colapso “en la interpretación de Copenhague, aún asumiendo la existencia de una función de onda universal). Sin embargo, la interpretación de Everett tiene algunas deficiencias. Por ejemplo, no dice nada sobre cuándo ocurre la división de eventos en dos mundos antes de abrir la caja.
Schrodinger, como Einstein, estaba muy disgustado con la interpretación probabilística de QM. Einstein, en una carta a Schrodinger en 1950, escribió: ” Usted es el único físico contemporáneo, además de Laue, que ve que uno no puede eludir el supuesto de la realidad, si solo uno es honesto. La mayoría de ellos simplemente no ve qué tipo del juego arriesgado que están jugando con la realidad, la realidad como algo independiente de lo que se establece experimentalmente “ .
Cuando le preguntaron a Schrodinger sobre la consecuencia de su revolucionaria ecuación de Schrodinger , él respondió: “No me gusta, y lamento haber tenido algo que ver con eso”.