Uma Breve História das Alternativas Quânticas

A mecânica quântica de “Copenhague” diz que a realidade não existe até que seja medida, e muitos continuam procurando alternativas para essa interpretação.

Em 1915, Albert Einstein, com a ajuda de seus amigos, desenvolveu a teoria da gravidade , que transformou tudo o que consideramos o próprio fundamento da realidade física. A ideia de que o espaço que habitamos não pode ser completamente descrito pela geometria euclidiana era incompreensível; tanto que o filósofo Immanuel Kant, em muitos aspectos um pensador radical, disse que nenhuma teoria da física poderia lidar com ela.

O físico Werner Heisenberg mais tarde apontou o significado do erro de Kant. O grande filósofo postulou que nossa compreensão intuitiva da geometria antiga de Euclides significava que era um fundamento necessário da realidade física. De fato, isso acabou errado, questionando todo o sistema filosófico de Kant.

Apesar de uma ruptura radical com as idéias do passado sobre espaço e tempo, as teorias de Einstein logo se juntaram às idéias de Newton como parte da " física clássica ". A humanidade foi forçada a fazer isso porque a revolução do pensamento científico foi tão profunda que criou um traço brilhante na história da ciência: o desenvolvimento da teoria da física quântica.

O que pode ser chamado de revolução científica mais profunda do que a teoria geral da relatividade? O que poderia criar uma mudança tectônica mais poderosa do que a idéia de que o espaço e o tempo são curvados pela matéria?

Para entender isso, devemos primeiro tentar entender: essa é a estranheza inerente inerente à mecânica quântica. Assim que começarmos a nos sentir desconfortáveis ​​no mundo quântico, começaremos a entender por que, após o aparecimento da GC no palco, os físicos tentaram criar alternativas para ela - alternativas que recriam as mesmas correspondências fantásticas com experimentos, preservando ao mesmo tempo uma parte do núcleo clássico que é consistente com a nossa profundidade. uma compreensão intuitiva de como a natureza deve se comportar.

Tudo que você sabe está errado

Nossa profunda compreensão intuitiva da natureza da realidade surge da observação e interação com o mundo ao nosso redor, a partir da infância. Antes mesmo de expressá-lo, começamos a entender as relações de causa-efeito. A causa de qualquer evento que ocorre é outro evento que ocorreu. O mundo é previsível.

Depois nos tornamos mais sofisticados. Reconhecemos que nosso entendimento das causas é limitado e estamos cientes da incerteza de suas conseqüências. Talvez até estudemos a teoria das probabilidades e as estatísticas e aprendamos a expressar os limites do nosso conhecimento em forma matemática. Mas acreditamos que essas são apenas nossas limitações e que a natureza invisível para nós nos bastidores continua a usar as regras exatas de causa e efeito. Quando jogamos uma moeda, é apenas a falta de informações sobre o movimento da moeda e do ar que nos faz dizer que a probabilidade de uma águia cair é de um segundo. Assumimos que, se soubéssemos todos os detalhes e tivéssemos um computador grande o suficiente para realizar os cálculos, não precisaríamos confiar nas probabilidades.

No entanto, uma visão tão realista das coisas não pode sobreviver (e não sobreviveu) aos dados concretos obtidos em experimentos com fótons e outras partículas subatômicas. Não foram os físicos que, por causa de sua intratabilidade obstinada, decidiram criar uma teoria que contradiz nossos sentimentos intuitivos mais preciosos sobre a realidade: na verdade, esses resultados experimentais se recusaram obstinadamente a corresponder a qualquer interpretação clássica. A invenção do formalismo quântico foi um ato de desespero - o único que funcionou. Se nos limitarmos a fazer perguntas permitidas pela teoria quântica, seremos recompensados ​​com as respostas corretas. Mas se persistirmos em tentar esclarecer o que a teoria nos diz, usando os conceitos do mundo clássico, ficaremos confusos.

Como estudante de física, vi uma demonstração de treinamento do que me permitiu dar uma breve olhada na estranheza invisível do mundo ao nosso redor. Você pode repetir esse experimento em casa, usando apenas uma lanterna ou um ponteiro laser, além de três filtros polarizadores (você também pode usar óculos de óculos quebrados com polarização). Coloque os dois filtros em uma fileira, deixando um espaço entre eles. Passe a luz através desse par e gire um filtro até que a luz pare de passar; seus eixos de polarização tornaram-se perpendiculares. Agora insira o terceiro filtro entre os dois primeiros. Você verá que a luz começa a passar por essa estrutura: de alguma forma, adicionar um filtro extra permite que a luz passe.

Esta demonstração fez parte da parte introdutória do curso sobre mecânica quântica. Durante várias semanas, estivemos imersos no formalismo da teoria quântica, a partir do qual esse comportamento aparentemente paradoxal surge como uma consequência trivial.

Há pessoas que afirmam que não há paradoxo e que esse comportamento pode ser explicado com a abordagem clássica. E, em certo sentido, eles estão absolutamente certos. Mas os resultados da demonstração em ambiente de trabalho, estudantes surpreendentes já familiarizados com a física clássica, obviamente surgem do formalismo quântico. E isso significa alguma coisa.


Experimento de dois intervalos com elétrons.

Os cientistas das primeiras décadas do século passado foram confrontados com resultados experimentais muito mais surpreendentes e inexplicáveis. Mencione frequentemente o experimento acima com dois slots. Realizando esse experimento com elétrons ou fótons, obtemos os mesmos resultados: uma imagem de interferência, como se duas ondas interferentes surgissem de duas fendas. Isso mostra que a luz é uma onda e que mesmo partículas com massa, como elétrons, parecem se comportar em condições como ondas.

Mas o experimento pode ser alterado de duas maneiras curiosas. Primeiro, se você diminuir a frequência de emissão de partículas (fótons, elétrons ou mesmo moléculas inteiras) para que apenas uma partícula passe pelas fendas de cada vez, o resultado não será alterado. Isso deve significar que a partícula é de alguma forma dividida em duas, passa por ambas as fendas e interage consigo mesma! Em segundo lugar, se você fizer alguma alteração na configuração para que ela fixe por qual intervalo a partícula passa, o padrão de interferência desaparece e é substituído pelo padrão que seria esperado se as partículas fossem partículas comuns sem propriedades de onda: apenas duas distribuições simétricas, centralizado em relação a cada um dos slots.

Era difícil encontrar uma teoria que explicasse os resultados e se adequasse a todos. Parecia que os fótons ou elétrons às vezes decidiam se comportar como ondas, e às vezes como partículas, dependendo do que o pesquisador quisesse ver.

Então tudo se tornou ainda mais estranho. As tecnologias se desenvolveram a tal ponto que podemos escolher que tipo de medição fazer depois que a partícula começar sua jornada. Os resultados de tais experimentos de "escolha retardada" permaneceram os mesmos. Se olharmos para ver qual direção a partícula escolheu, a interferência será destruída. Se nos afastarmos, por assim dizer, o padrão de interferência familiar retornará. No entanto, a partícula teve que “decidir” se deveria se comportar como uma partícula ou como uma onda antes de passar pelas fendas e antes de criar a configuração final do experimento.

Os resultados de experimentos com seleção diferida levaram mais de um físico a supor que as informações sobre a escolha do comportamento de uma partícula ou onda são transmitidas no tempo, desde o momento da escolha em algum momento antes da partícula passar pelo dispositivo. O fato de que essa suposição foi discutida com total seriedade deve lhe dar uma idéia de quão difícil foi explicar os resultados de experimentos no microworld usando um conjunto de conceitos (como causalidade ), retirados de nossas visões realistas do mundo. A explicação para voltar no tempo durou até um momento recente, quando realizamos um experimento com átomos de hélio lentos e frios em um esquema semelhante. Os átomos passaram pelo aparato sob a influência de apenas gravidade, portanto, um tempo considerável decorreu entre o momento da passagem e a escolha do método para observá-los. Embora os físicos às vezes descrevam alguns processos subatômicos muito rápidos como usando uma forma limitada de viagem no tempo, a longa duração dos experimentos com hélio tornou essa explicação impossível.

O que resta para nós? Os resultados desses e de muitos outros experimentos são simplesmente impossíveis de descrever usando conceitos tradicionais baseados na realidade: que os objetos existem com um certo conjunto de propriedades; que se decidirmos não medir uma propriedade individual, ela ainda terá algum significado. Os físicos tinham experiência trabalhando com a incerteza muito antes da revolução quântica, mas essa incerteza era de um tipo completamente diferente. Era uma incerteza de conhecimento , implicando um nível desconhecido, mas existente, de realidade determinada, sob o que percebemos diretamente.

Se descartamos todos esses conceitos que são tão fundamentais para nossa compreensão do mundo, por que devemos substituí-los? Afinal, eles não apenas se tornaram uma parte intuitiva de nossa experiência cotidiana, mas também servem como base de outras áreas da ciência.

O que não vemos

No século XIX, o determinismo no nível microscópico levou ao primeiro grande sucesso do raciocínio probabilístico na física: a teoria cinética dos gases . Foi baseado na velha idéia de que a matéria consiste em um grande número de átomos simples que se repelem como bolas de pingue-pongue submicroscópicas. Graças a algumas suposições simples, bem como a boa parte da matemática que criou a teoria cinética, os cientistas conseguiram derivar as leis da termodinâmica conhecidas por nós como valores médios do comportamento dos átomos ideais. A teoria cinética mostrou como os fenômenos que observamos podem surgir do comportamento médio de muitos processos que somos incapazes de observar diretamente. No entanto, esses comportamentos médios agiram de acordo com as conhecidas leis determinísticas da mecânica clássica - toda a teoria foi baseada neles.


Partículas mostrando movimento browniano.

Mesmo no século XX, muitos cientistas não acreditavam na realidade dos átomos. O ponto de virada foi o artigo de Einstein sobre o movimento browniano, publicado em 1905. Utilizou o raciocínio estatístico, que mostrou que o movimento aleatório de partículas de pólen suspensas na água pode ser explicado pelo bombardeio de um conjunto invisível de partículas.

Einstein recebeu seu Prêmio Nobel não por este trabalho e nem por outro artigo em 1905, no qual introduziu o conceito de relatividade E = mc ² . O prêmio foi concedido a ele por outro trabalho publicado no mesmo ano e dedicado ao efeito fotoelétrico. Esta publicação, sem querer, lançou um processo que levou ao colapso de nossa realidade clássica.

O artigo premiado de Einstein explicou muitos dos resultados misteriosos de experimentos sobre a interação da luz e da matéria. Postula-se que a luz é absorvida e emitida da matéria por quantidades discretas de energia chamadas quanta . Este trabalho marcou o nascimento da física quântica - e esse filho de Einstein começou a se desenvolver em uma direção que irritava até o próprio pai.

As duas décadas seguintes testemunharam uma explosão de pesquisas experimentais em um novo campo da física e química atômicas. O elétron foi liberado das algemas do átomo e começou a experimentar diretamente com ele. Fenômenos mais estranhos começaram a aparecer nos resultados de experimentos, várias teorias e modelos incompletos, interpretações matemáticas para descrever o microworld. Tudo gradualmente começou a se reunir e os físicos finalmente foram capazes de prever os resultados experimentais. Mas isso exigia uma estrutura matemática abstrata e incomum e um conjunto de regras que a conectassem aos aspectos medidos da natureza, a mecânica quântica. (Esta história é contada em um livro muito bem escrito por David Lindley.)

Na terceira década do século XX, quase todos os cientistas aceitaram a realidade dos átomos e partículas ainda menores. Mas eles os representavam como pequenas versões invisíveis de objetos familiares: planetas, bolas de bilhar e grãos de areia eram usados ​​para comparação. A maioria dos cientistas que não pertencia ao pequeno círculo que criou ou entendeu a nova teoria assumiu que era outra versão de algo como uma teoria cinética dos gases. E hoje, a maioria das pessoas provavelmente pensa de maneira semelhante: os átomos e outros componentes do microworld podem ter propriedades exóticas e seguir estranhas regras matemáticas, mas pelo menos participam da realidade que conhecemos. No entanto, a mecânica quântica afirma o contrário.

Uma das figuras-chave em seu desenvolvimento é Niels Bohr (com influência significativa de Max Born e Werner Heisenberg), que também foi uma das figuras mais estranhas da história da física. Bohr era um físico-filósofo, entediava seus colegas ao pronunciar sentenças longas, detalhadas e às vezes incompreensíveis. Embora ele, sem dúvida, conhecesse a teoria perfeitamente e fosse conhecido por resolver vários quebra-cabeças no estágio inicial da pesquisa atômica, ele muitas vezes preferia conversas inúteis e inúteis do que manipular equações. Ele insistiu na necessidade de entender o significado de tudo. (Sua busca por significado não foi compartilhada por alguns dos outros pioneiros da física quântica, porque eles já haviam começado a pesquisar com a abordagem Cale a boca e Calcular .)


Brasão da família Niels Bohr.

Parcialmente inspirado na teoria da física, que ele ajudou a criar, Bohr gradualmente começou a desenvolver seu lado místico e até adicionou o símbolo "yin-yang" ao seu brasão.

Esse primeiro entendimento ou interpretação da mecânica quântica se tornou mais tarde conhecido como "interpretação de Copenhague" em homenagem à Universidade de Bohr. Ainda é a visão padrão da mecânica quântica, mesmo que não haja uma definição formal. Pelo contrário, é um conjunto de regras práticas universalmente endossadas relacionadas às partes da teoria que podem ser observadas em laboratório. Eles podem ser formulados de várias maneiras; Aqui está uma versão que reflete uma compreensão moderna dos principais aspectos:

• O estado (posição, momento, etc.) do sistema é completamente determinado por sua "função de onda" - um objeto matemático que é transformado deterministicamente de acordo com as equações da mecânica quântica. A função de onda não pode ser observada diretamente; no entanto, nos dá a probabilidade de que, no momento da medição, encontraremos o sistema em um estado específico. Tais "sistemas" podem ser partículas elementares, por exemplo, elétrons e prótons, átomos ou até moléculas grandes. No processo de medição, a função de onda e suas probabilidades “se contraem” com o valor medido.
• Não há "realidade" além de calcular probabilidades. Não há camada subjacente de determinismo; Não há mecanismos ocultos que registrem o que será medido antes de fazer as medições. Essas probabilidades não refletem a falta de nosso conhecimento, como na física estatística clássica, porque não há nada a conhecer. Existe apenas probabilidade.
• Existem limitações fundamentais do que pode ser medido, descrito por relações de incerteza: certos pares de quantidades podem ser medidos simultaneamente com um certo grau de precisão (momento-posição e tempo-energia podem servir como exemplos). Isso não tem nada a ver com tecnologia ou métodos experimentais; essas limitações fazem parte da natureza e não podem ser evitadas.

A interpretação de Copenhague lida bem com todos os meandros do fenômeno, como os experimentos com seleção diferida descritos acima. Não há necessidade de enviar sinais misteriosos voltando no tempo ou de criar teorias complexas projetadas para preservar nossas idéias sobre a realidade. Nós apenas precisamos abandonar essas idéias e aceitar o fato de que as propriedades não existem, independentemente de suas medidas. Os valores se tornam reais somente quando são medidos, e a mecânica quântica nos diz que são apenas as probabilidades de várias realidades.

Não há saída?

As consequências da mecânica quântica, juntamente com a interpretação de Copenhague, são não intuitivas, bizarras e metaforicamente inaceitáveis. Foi a primazia das probabilidades e a destruição da causalidade determinada que fez Einstein objetar que Deus "não joga dados com o mundo". Então, por que os físicos ficam felizes em aceitar essa teoria? Por que não podemos dizer que pode haver "parâmetros ocultos" determinísticos que se tornaram as causas das probabilidades do mundo quântico?

A razão mais importante e imediata é o teorema de Bell.Esse teorema, provado por John Stuart Bell em 1964, mostra que, se houver uma camada de parâmetros ocultos que não podemos medir, então certos experimentos devem fornecer certos resultados. Até o momento, existem muitas evidências de experimentos extremamente precisos de que as medições não produzem esses resultados. A lógica requer o reconhecimento de que no microworld não há camada determinística desconhecida.

O teorema de Bell pode permitir que nossos resultados experimentais e parâmetros ocultos determinísticos coexistam apenas sob uma condição: a influência desses parâmetros deve se propagar mais rapidamente que a velocidade da luz. No entanto, essa influência não pode ser uma transferência clássica e verdadeira de informações, porque a possibilidade disso é excluída pela teoria especial da relatividade. Como Einstein apontou, mover informações mais rapidamente que a velocidade da luz violará ainda mais nossas idéias sobre causas e efeitos: permitirá que os efeitos precedam causas, mesmo no nível do macrocosmo.

Outra possibilidade é permitir que parâmetros ocultos transmitam o efeito efêmero da mecânica quântica, que se propaga instantaneamente, mas não transfere informações no sentido clássico. Einstein zombou dessas influências misteriosas de "ação terrível a longo prazo", mas é com elas que explicamos os resultados das medições de partículas emaranhadas. Para eles, medir o estado de uma partícula pode nos dizer qual será o resultado da medição de outra partícula localizada a uma distância arbitrária. Teorias que evitam a influência do teorema de Bell, permitindo a existência de variáveis ​​ocultas que transmitem algum efeito instantâneo à distância, são chamadas de "teorias não-locais de parâmetros ocultos". Mas eles são a única maneira de tornar a mecânica quântica mais confortável para nós.


Experimento menos conhecido com o tubo Schrödinger.

A liberdade tem um preço

Você não deveria se surpreender com o fato de os físicos estarem procurando uma saída da situação desde os primeiros dias da mecânica quântica. Mas como seria possível algo mais se o teorema de Bell não nos deixasse escapar?

Qualquer teorema é sempre baseado em suposições, explícitas e implícitas. A prova de Bell usa matemática bastante simples, e parece que não são aplicadas suposições que ainda não aceitamos como verdadeiras. Mas problemas desesperadamente complexos inspiram as pessoas a medidas desesperadas. Os teóricos quânticos procuraram alternativas à interpretação de Copenhague examinando algumas dessas suposições tácitas - aquelas que raramente são questionadas porque ninguém pode imaginar que elas não são verdadeiras.

Lógica quântica

Uma dessas suposições inexploradas afeta as regras da lógica nas quais qualquer tipo de raciocínio se baseia, incluindo a matemática. Interpretações da mecânica quântica que mudam a própria lógica, tentando substituir algo, são chamadas de lógica quântica . Esse campo do conhecimento tem uma linhagem respeitável e se origina de John von Neumann, um excelente estudioso que escreveu a formulação matemática inicial da teoria quântica. Na década de 1930, ele mostrou que a estrutura matemática da teoria está ligada à lógica que é diferente da física subjacente da lógica aristotélica. A pesquisa nessa área continua sendo um campo exótico (e agradável) para estudo; até agora ninguém criou uma alternativa totalmente funcional e satisfatória à interpretação de Copenhague.

Embora essa área seja muito profunda e um tanto misteriosa, existem exemplos simples de como a lógica familiar não se encaixa bem no mundo quântico e como criar uma alternativa a ele. Um dos primeiros na literatura há uma idéia quântica única de superposição de estados. No mundo quântico, nossas noções usuais de realidade são substituídas por uma função de onda, que nos dá as probabilidades de detectar um sistema em vários estados. Se o sistema puder estar apenas em um dos dois estados, antes que as próprias medições sejam executadas, ele estará em um estado que não seja nenhum deles, ou ambos, em superposição. Um exemplo popular disso é um experimento mental com o gato Schrödinger, que é considerado vivo e morto até que a caixa em que ele se encontra seja aberta. Um experimento é um conflito dramático com a mecânica clássica e nossas idéias cotidianas sobre a realidade: um “gato” exige que o sistema esteja realmente em um dos dois estados possíveis, e apenas o ato de medir nos revela o que o estado tem sido todo esse tempo.


Erwin Schrödinger

Uma das maneiras possíveis de dar significado à superposição é aplicar outras regras da lógica. Em nossa lógica usual, se a afirmação p (por exemplo, “o elétron está no estado com o spin orientado para cima”) é falsa, e a afirmação q (“o elétron está no estado com o spin orientado para baixo”) é falsa, então p ∨ q (onde ∨ significa “ ou ") também deve ser falso. É exatamente isso que acontece com as medições clássicas. Na mecânica quântica, p não pode ser verdadeiro a menos que seja medido. Se deve ser considerado "falso" no sentido clássico ou outra coisa é outra questão. Da mesma forma, q também não pode ser verdadeiro. No entanto, a combinação p ∨ q deve ser verdadeira, porque esta é a definição da superposição na qual o elétron está localizado antes da medição. Portanto, nossa lógica quântica deve permitir que p ∨ q seja verdadeira quando nem p nem q forem verdadeiras, em oposição à lógica de Aristóteles.

Pode parecer estranho confiar em uma mudança nas regras da própria lógica. Mas, dessa maneira, podemos reduzir a estranheza da mecânica quântica a um ou dois níveis, do nível da física ao nível das regras, que podemos usar para raciocinar.

Mecânica estocástica

Essa interpretação, ou explicação da mecânica quântica, deixa a lógica intacta, mas adiciona um novo processo físico. O ramo moderno e promissor da mecânica estocástica começou com um artigo de 1966 de Edward Nelson, que declarou ousadamente:

"Neste artigo, devemos mostrar que um desvio radical da física clássica causado pelo surgimento da mecânica quântica quarenta anos atrás não era necessário".

O principal resultado do artigo é impressionante: o autor deriva a equação de Schrödinger - a equação central da mecânica quântica - assumindo que as partículas são expostas a forças aleatórias que oscilam rapidamente. Consequentemente, partículas microscópicas, como elétrons, exibem algo semelhante ao movimento browniano. Derivando a equação, Nelson usa ativamente a matemática da física estatística.

Desde o artigo de Nelson, essa área tem se desenvolvido constantemente e atraído uma grande comunidade de pesquisadores. Alguns de seus sucessos intrigantes incluem a explicação do momento angular quantizado (“back”), estatísticas quânticas e o famoso experimento de duas peças . No entanto, a mecânica estocástica ainda está longe de substituir a interpretação de Copenhague ou a mecânica quântica tradicional. Ele usa o que parece ser uma ação instantânea não física à distância e fornece previsões incorretas em alguns tipos de medidas. No entanto, seus apologistas não desistem. Como Nelson diz na análise deste tópico, "como uma teoria pode ser tão correta e ao mesmo tempo tão errônea?"

Teoria das Ondas Piloto

Esta versão da mecânica quântica retorna aos primórdios do campo. Se a primeira peça do quebra-cabeça quântico foi implantada em 1905 por Einstein, quando ele explicou como a luz é absorvida e emitida da matéria por quantidades discretas, o segundo fragmento foi colocado em 1924 por Louis de Broglie. De Broglie afirmou que, embora as ondas de luz possam se comportar como partículas, partículas como elétrons podem se comportar como ondas.

No ano seguinte, de Broglie delineou sua teoria da onda piloto , na qual as ondas de matéria observadas em objetos físicos reais são geradas pelo movimento de partículas. De certa forma, essa foi a interpretação inicial da mecânica quântica, mas logo foi derrotada pela interpretação de Copenhague. As idéias de De Broglie foram redescobertas nos anos 50 por David Bohm, que lhes deumaior desenvolvimento . Nesta formulação, a função de onda também é controlada pela equação de Schrödinger, mas a teoria do piloto de onda adiciona uma equação derivada dela que afeta diretamente o movimento das partículas. As partículas são consideradas como trajetórias reais que existem independentemente das medições; efeitos quânticos característicos, como interferência em um experimento com duas fendas, surgem de trajetórias complexas ao longo das quais elétrons ou fótons seguem durante o experimento. Essa interpretação recria uma grande proporção do comportamento do mundo quântico, mantendo o realismo. Ele retorna a probabilidade de volta ao nosso lugar habitual, ou seja, a probabilidade novamente se torna um indicador de nosso conhecimento incompleto, e não parte integrante da natureza.


Louis de Broglie

Um sério obstáculo à teoria do piloto de ondas é que as trajetórias de partículas que ela cria são complexas e muitas vezes bizarras; outro obstáculo é que requer extrema não-localidade, que em princípio descreve o movimento de uma partícula como dependendo do estado de todas as outras partículas no universo. No entanto, essa teoria é considerada por muitos físicos a alternativa mais promissora à interpretação de Copenhague e está sendo ativamente estudada .

Uma característica intrigante da teoria das ondas piloto é a possibilidade de observar análogos de alguns dos comportamentos previstos característicos do nível micro em uma escala macroscópica. Vídeo da experiência as gotículas repelentes de óleo exibem um comportamento surpreendente, no qual as gotículas desempenham o papel de partículas subatômicas, e o banho de óleo sobre o qual estão suspensas desempenha algumas das funções de uma onda piloto.

Mundos múltiplos

A interpretação "muitos países" da mecânica quântica fez muito barulho na imprensa popular. Portanto, muitas pessoas, incluindo alguns físicos, adquiriram opiniões incorretas sobre essa teoria.

Essa interpretação não insiste em criar um novo universo para cada dimensão, como geralmente se acredita. Ela simplesmente leva a mecânica quântica seriamente tradicional como uma descrição do nosso universo e tudo o que nele existe. A mecânica quântica descreve uma partícula, por exemplo, um elétron, como existente em uma superposição de todos os estados possíveis; ao medir, a superposição é substituída pelo estado medido. O ponto de vista de vários mundos estende a idéia de superposição para controlar tudo, incluindo a instalação de medição e seus operadores. Ela defende que, para garantir a integridade, o mundo inteiro deve existir em uma superposição.

O conceito de "muitos mundos" refere-se a uma superposição de estados aplicados ao mundo inteiro; cada estado potencial, ou o Universo, já existe no sentido da mecânica quântica, no qual todo estado possível de uma partícula subatômica tem uma existência potencial. Medir o estado de uma partícula seleciona um resultado possível e o torna real. Ao mesmo tempo, a medida escolhe um resultado possível para o universo: aquele que o pesquisador obteve com essa medida em particular.

Mundos múltiplos são considerados determinísticos e eliminam a necessidade de contração da função de onda. Seus críticos afirmam que ela ainda não pode se livrar do papel central da probabilidade e é incapaz de conter a gravidade.

Existem muitas outras abordagens alternativas que simplesmente não temos espaço suficiente para descrever. Muitas vezes, eles estão mais próximos da metafísica do que da física. Uma dessas idéias, localizada entre ciência e filosofia, é o superdeterminismo . Embora essa idéia ainda não tenha sido capaz de recriar os resultados da mecânica quântica, atraiu atenção constante, possivelmente devido à reputação de seu principal apologista, o Prêmio Nobel de Física, Gerard 't Hooft. O superdeterminismo deveria ser uma brecha no teorema de Bell e, na verdade, foi descrito como possível pelo próprio Bell. A teoria evita as suposições básicas do teorema de Bell, considerando tudo no universo, incluindo a escolha de medidas do experimentador, conforme definido desde o início dos tempos. Naturalmente, ele nega qualquer possibilidade de livre arbítrio. Um desenvolvimento interessante da teoria nessa área é a tentativa de Hooft de implementar suas idéias criando um modelo de mecânica quântica em um autômato celular.

Metafísica Ansiedade Metafísica

Einstein tinha um bom domínio da palavra e natureza profundamente compreendida. Ele nos deixou duas frases coloridas que continuamos citando para expressar nossa insatisfação com os aspectos relevantes da mecânica quântica: "ação terrível a longo prazo" e "Deus [...] não joga dados com o mundo".

Embora a interpretação de Copenhague permaneça dominante e aceite calmamente essas duas frases, a insatisfação excruciante gerada por elas continuará motivando as novas gerações de físicos a procurar alternativas. Essa alternativa pode ser um desenvolvimento adicional de um dos modelos descritos aqui, um daqueles projetos que não poderíamos considerar ou uma idéia completamente nova. Mas ninguém pode dizer com certeza se um deles ganhará reconhecimento universal no futuro.

Sobre o autor: Lee Phillips é físico e colaborador regular da Ars Technica. Ele escreveu anteriormente sobre tópicos como o legado da linguagem de programação Fortran e a física em mudança de Emmy Noether .