Entendiendo esta cita de Feynman

[...] la teoría ondulatoria no pudo explicar cosas como el efecto fotoeléctrico y la dispersión Compton [...]

Esto es cierto. Como resultado, sabemos que la electrodinámica clásica es solo una aproximación, que falla cuando los efectos cuánticos cobran importancia. En muchas, muchas áreas de interés práctico, el electromagnetismo clásico es fenomenalmente preciso, por lo que siempre que nos atengamos a esas áreas es muy útil.

[...] mientras que la teoría de partículas (con lo que me refiero a la existencia de fotones) no podía explicar la interferencia y la difracción.

Esto no es exacto. Los fotones no son partículas clásicas, por lo que no obedecen a nuestra ingenua intuición sobre cómo se comportan las partículas. Son parte de la electrodinámica cuántica y, en ese marco, interfieren y se difractan.

Hasta donde sabemos, todos los experimentos que hemos realizado son consistentes con la electrodinámica cuántica, por lo que si está buscando una teoría del electromagnetismo que explique todas nuestras observaciones actuales, ese sería el lugar para buscar. Sin embargo, QED es fenomenalmente complicado en comparación con la electrodinámica clásica, por lo que, si es posible, usamos esta última (quizás agregando algunas "correcciones" cuánticas a mano si es necesario).

Bueno, ¿entonces ambas teorías no están equivocadas?

Esto es ciertamente posible. Sabemos que el electromagnetismo clásico es "incorrecto" en la medida en que se sabe que es inconsistente con el experimento. No ocurre lo mismo con QED, pero es muy posible que haya experimentos que aún no hayamos ideado y que también expongan algún defecto fundamental en QED. Si se realizan tales experimentos y cuando se realicen, tendremos que volver a evaluar nuestra comprensión del electromagnetismo una vez más, ¡una perspectiva emocionante!

No existe un enunciado de una sola oración que pueda captar la totalidad de lo que hace que una teoría sea buena o mala. En su contexto, esta declaración señala que, al final, la ciencia se trata de lidiar con el mundo natural tal como es, en lugar de una tarea más abstracta, como la creación de hermosas estructuras de ideas.

En el caso de la difracción y el efecto fotoeléctrico, tanto el modelo de partículas newtoniano es erróneo como el modelo clásico de la teoría de campos es erróneo. En este sentido no se trata de "ambos/y" sino de "ninguno". El modelo de la teoría cuántica de campos combina aspectos de partículas y de ondas clásicas, pero ahora las palabras 'partícula' y 'onda' están sirviendo como términos técnicos en las discusiones de física, cuyo significado final se cobra en términos de una forma más cuidadosa y cuidadosa. declaración completa de lo que afirma la teoría cuántica de campos.

(Un problema relacionado es que uno no debe abandonar inmediatamente una teoría establecida al primer indicio de alguna tensión con los datos de laboratorio, ya que podría ser simplemente que el aparato experimental salió mal o se sobreestimó su precisión).

La dualidad onda-partícula no dice simplemente que cuanto antes las teorías es-una-partícula y es-una-onda son "ambas correctas". Combina dos ideas:

• La medición de un observable garantiza que el estado físico sea un estado propio de un operador asociado, incluso si no lo era antes.
• Para algunos observables, los estados resultantes pueden interpretarse como partículas. Para algunos otros, los estados resultantes pueden interpretarse como ondulatorios.

Tal como lo entendemos actualmente, todo lo que en la naturaleza puede parecer partículas en algunos experimentos también puede parecer ondas en otros experimentos, y viceversa. Ninguna de las teorías anteriores puede reconciliarse con esto. Y tales teorías eran, en cualquier caso, específicas del dominio: se creía que la electricidad (luz) eran partículas (ondas), lo que no es nuestro entendimiento actual.

No importa cuán hermosa sea tu teoría, no importa cuán inteligente seas. Si no está de acuerdo con el experimento, está mal.

El término "teoría" aquí significa no solo ecuaciones matemáticas, sino implícitamente algún rango de condiciones aceptables. Hoy, nadie usará las leyes de Newton para describir el movimiento cerca de la velocidad de la luz.

Eso no significa que las leyes de Newton sean "incorrectas", solo significa que la teoría no funciona muy bien en algunas circunstancias.

Sí, ambos están equivocados. Tomando el enfoque 'semántico', está afirmando una relación jerárquica: primero y principal es el 'experimento', segundo es la explicación.

Algunas suposiciones para hacer esto un poco más sustancial: supongo que se está refiriendo a los datos u observaciones del experimento, y que está ignorando la posibilidad de una teoría/descripción errónea del experimento en sí. (Un experimento, como mínimo, hace suposiciones sobre lo que se mide y lo que no, lo que, si es incorrecto, conduce a un sentido erróneo de cuáles son los datos en primer lugar. Supondremos que esas suposiciones también son teoría).

Quizás especialmente relevante en su ejemplo. Debido a que creamos teorías, puede ser tentador mantenerlas, ya sea por su aparente cohesión o por su elegancia para iluminar fenómenos complejos. Pero el hecho de que parezcan correctos el 99% de las veces, o que sean fenómenos más fáciles de entender/explicar, son apelaciones subjetivas que son irrelevantes frente al conjunto completo de observaciones. El consejo es no dejarse engañar por el atractivo de una teoría que no 'concuerda con el experimento'; debe haber algo mal con la teoría/teorías, ya sea que no puedas concebir cómo o por qué.

Una nota acerca de que una teoría solo es correcta o incorrecta: hay otro elemento semántico en juego aquí, que es tratar una teoría como una explicación singular y categórica que es correcta o incorrecta. Sin embargo, las teorías implican muchas entidades y, a menudo, hacen múltiples afirmaciones sobre las relaciones entre ellas.

Hay una diferencia entre "en un límite específico necesitamos otra teoría" y "la teoría no está de acuerdo con el experimento".

• La mecánica newtoniana funciona bastante bien para todos los experimentos y más que fue creado para explicar.

• Todavía usamos la descripción de onda de la luz (y funciona bastante bien en ciertos límites)

Lo que probablemente quería abordar era la tendencia a evitar el sacrificio de teorías bellas que no se activan mediante la observación experimental y, en cambio, salvarlas mediante extensiones cada vez más complejas no es una buena tendencia en la física. Tal vez estaba un poco por delante de la curva aquí... (uno de mis libros favoritos sobre el tema es "problemas con la física" de Lee Smolin).