¿Cómo probar la mecánica cuántica?

En este artículo, Probando la mecánica cuántica , S. Weinberg afirma que

El problema es saber qué probar. Por lo general, podemos obtener orientación sobre cómo probar una teoría como la relatividad general o el modelo estándar de interacciones de partículas elementales, inventando primero alguna teoría generalizada como contraste, como la relatividad general con escalares sin masa adicionales, o el modelo estándar con escalares adicionales sin masa. bosones de calibre. Por una teoría "generalizada", me refiero a una que difiere de la teoría que queremos probar, pero se reduce a ella cuando algunos parámetros se vuelven muy pequeños. (En este sentido, las teorías de variables ocultas locales no califican como generalizaciones de la mecánica cuántica). Podemos establecer límites superiores en estos parámetros haciendo experimentos para buscar nuevos efectos que podrían surgir en la teoría generalizada, y de esta manera obtenemos una idea de cuán precisa es la teoría que queremos probar.

Sin embargo, no puedo entender qué quiere decir con este párrafo. Por ejemplo, ¿por qué necesitamos una "teoría generalizada" para probar la teoría real que queremos probar? Y si tenemos una, ¿cómo la usamos para probar la teoría real? ¿Hay alguna otra forma de probarla [la teoría real]?

Nuestra convención es vincular a una página canónica de un artículo, como la página del editor, una página arXiv o un enlace DOI. Parece que el enlace comenzó apuntando a la página del editor (lo cual está bien), se cambió a un enlace DOI (lo cual también está bien) y luego se cambió a un enlace de Google Drive, lo cual no está bien dado que es más existe una fuente canónica. El objetivo de vincularlo aquí es ayudar a identificar el documento, no necesariamente para mostrarle a la gente dónde obtener una copia; el DOI hace eso pero el enlace Drive no lo hace. Entonces (TL; DR) no lo cambies de nuevo.
Por cierto, la página INSPIRE del artículo tiene un enlace a una preimpresión . La página INSPIRE sería otra opción perfectamente adecuada para usar como enlace canónico, si lo desea, ya que identifica completamente el artículo.
@DavidZ Bueno, no pude encontrar ninguna forma de permitir que Ben acceda al papel; Sé que es apropiado compartir el papel de esa manera, pero la ciencia está antes que la ley, al menos para mí.

Respuestas (1)

El papel suena interesante. ¿Está disponible en algún lugar sin un muro de pago?

Está hablando de probar una teoría que ya ha sido probada muchas veces en un montón de contextos diferentes y ha pasado todas esas pruebas. Por lo tanto, la teoría no puede estar simplemente equivocada, como la psicología freudiana o el marxismo. La única posibilidad es que sea un caso especial de alguna teoría más amplia. Esto se llama el principio de correspondencia: las nuevas teorías tienen que ser retrocompatibles con las antiguas. Debido al principio de correspondencia, mis estudiantes de primer año no van a refutar la mecánica cuántica midiendo el espectro del hidrógeno. Debe tener algún marco que lo guíe en la construcción de pruebas para que pueda cuantificar qué condiciones son las que aún no se han probado y qué límite superior ya se ha establecido en las violaciones.

También puede ser una pérdida de tiempo probar pruebas si es lógicamente imposible que la prueba falsifique la teoría. Por ejemplo, supongamos que quiero probar si la probabilidad se conserva, como predice la mecánica cuántica estándar. ¿Cómo diablos probaría eso? Hago el experimento y algo sucede. Si la probabilidad total de los resultados fuera 0,9, ¿qué significaría eso? ¿Dejaría de existir todo el universo para mí con una probabilidad de 0,1? ¿O qué pasa si la teoría dice que cierta probabilidad es negativa? ¿Cómo pruebo esa teoría?

La mecánica cuántica resulta ser extremadamente frágil en este sentido: es muy difícil obtener una teoría diferente y viable haciendo pequeñas perturbaciones a la mecánica cuántica. Un buen artículo sobre esto es Aaronson, "Is Quantum Mechanics An Island In Theoryspace?", http://arxiv.org/abs/quant-ph/0401062

"Está hablando de probar una teoría que ya ha sido probada muchas veces en un montón de contextos diferentes y ha pasado todas esas pruebas."; sin embargo, si lee el artículo, el autor argumenta, por ejemplo, que si mide el espectro de un oscilador armónico y está de acuerdo con la predicción, solo verifica el hamiltoniano y no directamente la teoría en sí. Esto no tiene sentido para los físicos, estoy de acuerdo, porque no hay una teoría "real", solo hay modelos, así que en ese sentido, mientras las predicciones de la teoría concuerden con el experimento, la teoría es "verdadera". ...
porque eso es lo único que puedo verificar, pero aun así le di el beneficio de la duda a este argumento de que podría haber algo que no estoy entendiendo.
@onurcanbektas: No he leído el periódico, porque es de pago, por lo que es posible que me esté perdiendo el punto de vista de Weinberg por completo. Me interesaría ver el documento si puede encontrar una versión que no sea de pago o si está dispuesto a publicarlo en alguna parte. Lo que estoy describiendo en esta respuesta es solo un conjunto de ideas más generales sobre cómo probamos teorías en física. Por ejemplo, esta es la filosofía que subyace al uso del formalismo PPN como teoría de prueba para las pruebas de la relatividad general. Creo que eso es todo de lo que habla Weinberg en el párrafo que citó.