Filosofía cuántica

Filosofía Cuántica es un libro de 2002 del físico Roland Omnès , en el que pretende mostrar al lector no especialista cómo los desarrollos modernos en mecánica cuántica permiten recuperar nuestra visión de sentido común del mundo.

• Sección I – una revisión de las matemáticas, la epistemología y la ciencia desde el período clásico hasta el moderno temprano.
• Sección II – una revisión del inevitable ascenso del formalismo en las matemáticas y en la ciencia física fundamental, que, según sostiene Omnès, no fue una elección, sino que fue impuesto a los investigadores por la naturaleza del tema en cuestión.
• Sección III – la sección central del libro, en la que se presenta la recuperación del sentido común, tal y como se describe a continuación.
• Sección IV – una breve sección de reflexiones sobre posibles pasos futuros.

El proyecto de Omnès no es exactamente lo que parece a primera vista. ^{[ cita requerida ]} No está tratando de demostrar que la mecánica cuántica en sí misma puede ser entendida en un marco de sentido común, sino todo lo contrario. ^{[ cita requerida ]} Sostiene que la ciencia moderna, necesariamente, se ha vuelto cada vez más formal y cada vez más alejada del sentido común, en su esfuerzo por convertirse en un reflejo preciso del mundo físico. Pero sostiene que ahora nos hemos acercado lo suficiente a escalar los "magníficos picos" de las matemáticas formales necesarias para describir la realidad como para que finalmente haya quedado clara una cosa: ahora es posible demostrar, formalmente y a partir de los principios subyacentes de la mecánica cuántica, que las leyes de la lógica clásica, la probabilidad clásica y la dinámica clásica se aplican a objetos a nivel macroscópico.

Como explica Omnès, se trata de lo opuesto al proyecto epistemológico clásico . Hasta ahora, siempre ha sido necesario acceder a la realidad presuponiendo primero las leyes del sentido común clásico. Ahora, por fin, podemos entrar en el mundo ya sea en el nivel formal, ya sea en el nivel clásico, y encontramos que cada uno implica al otro: la experimentación ha conducido al formalismo cuántico; el formalismo cuántico ahora, por fin, permite recuperar el marco del razonamiento clásico en el que se llevaron a cabo los experimentos.

Omnès enfatiza a lo largo de todo el texto que no se necesitan nuevos principios, aparte de los descritos cuando se desarrolló la mecánica cuántica en la década de 1920. Además, algunos principios adicionales que parecían necesarios entonces (como el colapso de la función de onda o su hermana ligeramente más formal, la reducción de la función de onda) ya no son necesarios. El comportamiento clásico puede ahora recuperarse en un sistema descrito completamente por una única función de onda unitaria (reversible en el tiempo).

Los desarrollos matemáticos que han permitido este progreso han tenido lugar en dos campos: la decoherencia cuántica y el enfoque de historias consistentes en la mecánica cuántica.

El enfoque de las historias consistentes permite explicitar matemáticamente qué conjuntos de preguntas clásicas pueden plantearse de manera consistente respecto de un único sistema cuántico y, a la inversa, qué conjuntos de preguntas son fundamentalmente inconsistentes y, por lo tanto, carecen de sentido cuando se formulan juntas. Por lo tanto, podemos demostrar formalmente por qué las preguntas que Einstein, Podolsky y Rosen supusieron que podían plantearse juntas respecto de un único sistema cuántico, simplemente no pueden plantearse juntas. Por otra parte, podemos demostrar que el razonamiento lógico clásico a menudo se aplica, incluso a los experimentos cuánticos, pero ahora podemos ser matemáticamente exactos respecto de los límites de la lógica clásica.

Por otra parte, la decoherencia cuántica (en combinación con el enfoque de historias consistentes) recupera el comportamiento clásico a nivel macroscópico. Las matemáticas formales de este enfoque nos permiten demostrar, finalmente, que es imposible (o más bien, enormemente improbable) que un gato de Schrödinger macroscópico exista durante más de un tiempo minúsculo (relacionado con el tiempo de disipación de energía macroscópica por un factor que involucra el cuadrado de la constante de Planck ) en una superposición cuántica de sus estados |vivo⟩ y |muerto⟩ . Incluso para un gato aislado del resto del Universo, e incluso sin ningún observador presente , hay tantas incógnitas en el estado cuántico de todo el gato, que las matemáticas relevantes determinan que solo los estados clásicos observados normalmente del gato son probables, excepto en las escalas de tiempo más cortas. Este razonamiento se desarrolla formalmente dentro de la teoría de la medición , y se aplica a cualquier dispositivo de medición macroscópico, no superenfriado, haya o no un observador para observarlo.

Omnès deja claro que otros contribuyeron materialmente a la investigación descrita en su libro, incluidos Robert Griffiths , Murray Gell-Mann y James Hartle .

• Filosofía cuántica: comprensión e interpretación de la ciencia contemporánea (edición inglesa: Princeton University Press, 1999; edición francesa: Gallimard, 1994). Traducido al persa por R. Roknizadeh y publicado en 2016 en Irán.