Heisenberg, Copenhague y probabilidad en QM

Mi pregunta es sobre la interpretación de Copenhague de QM . Estoy confundido acerca de qué entidades presupone esta interpretación de QM. Heisenberg dice que los estados cuánticos representan el conocimiento que tiene un observador de un sistema cuántico, pero también dice (en Física y Filosofía ) que las tendencias (leídas en términos de potencias aristotélicas ) fundamentan la función de probabilidad. Bueno, los estados cuánticos tratan con funciones de probabilidad y son subjetivos, pero las funciones de probabilidad están basadas en algo que parece ser objetivo, es decir, tendencias. Entonces, ¿qué piensa Heisenberg sobre la probabilidad?en QM? ¿Debe interpretarse sólo de manera subjetivista? ¿O en uno objetivista? ¿O, tal vez, ambos?

Además, he leído que la interpretación de Copenhague es vista como una interpretación subjetivista de QM. ¿Cómo esto está en línea con el hecho de que predice el indeterminismo? ¿Interpreta la probabilidad en términos de grados subjetivos de creencia o no? y también he leído que Bohr permanece en silencio sobre las entidades detrás de las declaraciones QM. ¿Es esta última la actitud compartida por otros habitantes de Copenhague y los contemporáneos?

La última parte de la sección 8 del artículo de SEP dice que en realidad no hubo una sola "interpretación de Copenhague" acordada, y que entre la versión que suena más subjetiva sostenida por Bohr y la idea de von Neumann/Wigner de la observación consciente que causa un colapso objetivo, "en el medio encontramos a Heisenberg hablando del colapso como un proceso físico objetivo pero pensando que esto no podría analizarse más debido a su naturaleza indeterminista"
" En el enfoque de Copenhague de la mecánica cuántica tal como lo caracteriza Heisenberg, las probabilidades se relacionan con las estadísticas de los resultados de medición en conjuntos de sistemas y con eventos de medición individuales a través de la actualización de la potencialidad cuántica", consulte la reseña de Jaeger . Pero esa es la opinión personal de Heisenberg. Interpretar la naturaleza de las probabilidades es irrelevante para predecir las mediciones de QM, por lo que la interpretación mínima, como la de Copenhague, no tiene que decir nada sobre ellas. Hacer eso lo lleva a uno más allá de Copenhague.
@Conifold gracias. ¿Podría explicar más sobre qué quiere decir con que Copenhague es una interpretación mínima de QM? Específicamente, ¿por qué es mínimo? y ¿qué entidades conlleva la interpretación de Copenhague?
@Hypnosifl Gracias. Estoy seguro de haber acertado: Heisenberg piensa que hay un elemento objetivo (que son las potencialidades) que no podemos investigar. Por esta razón, lo único que podemos tratar son los estados cuánticos que son nuestra representación de un sistema. ¿Bien? Pero, esto significaría que para Heisenberg hay un elemento tanto subjetivo como objetivo a considerar.
Lo mínimo que debe hacer una interpretación es verbalizar el formalismo y conectar los conceptos teóricos con las mediciones experimentales, lo que permite hacer predicciones. Copenhague hace eso y es este mínimo común denominador que (probablemente todavía) la mayoría de los físicos quieren decir que aceptan cuando dicen que "aceptan Copenhague". Algunas frases e imágenes inspiradas en Bohr se agregan a la mezcla con lecturas invariablemente controvertidas de su significado exacto, ver SEP . ¿Qué dice de "entidades"? Nada específico. Son metáforas no clásicas, algunas.
Gracias por la aclaración @Conifold Estoy muy interesado en el hecho de que la mayoría de los físicos que aceptan Copenhague solo se basan en conceptos teóricos que son la verbalización del formalismo matemático. ¿Podría sugerirme algunos artículos sobre esto? Seria útil.
Creo que, en general, es una buena idea no utilizar la frase 'interpretación de Copenhague'. Hay al menos 3 conjuntos de ideas: la de Bohr, la de Heisenberg y la interpretación sin interpretación (a veces glosada como 'cállate y calcula'), todas las cuales a veces se llaman así, pero que no son todas iguales en absoluto. Por ejemplo, Bohr ciertamente no 'se calló y calculó', escribió mucho sobre la importancia filosófica de QM... ¡simplemente es muy difícil de entender! Ciertamente, no es el caso que la mayoría de los físicos acepten las ideas interpretativas de Bohr (o se hayan comprometido alguna vez con ellas).
Está el hecho de que el resultado que obtiene depende de lo que mide. Esto podría llamarse "subjetivo" ya que depende de lo que haga el experimentador. Esto es completamente normal, aunque para QM hay algunas sorpresas en cómo los resultados dependen de lo que mida. Esto es muy diferente de subjetivo en el sentido de que diferentes observadores predecirán o verán diferentes resultados de la misma configuración física. Que yo sepa, ninguno de los primeros desarrolladores de QM adoptó este último punto de vista. ¿Puede aclarar a qué tipo de subjetividad se refiere?
Enlaces sugeridos; errores tipográficos limpiados.
En cuanto a mi comprensión de esta escuela de pensamiento QM, no intentan identificar entidades de acuerdo con un marco de realidad o incluso con un modelo conceptualizado de realidad, solo usan las matemáticas para hacer el trabajo, es decir, para tener cálculos y predicciones cercanas a datos experimentales.

Respuestas (4)

La Interpretación de Copenhague se reduce a que la función de onda de probabilidad es lo que es real en lugar de que haya una partícula real, simplemente no sabemos dónde está.

Desafortunadamente, cuando miras las cosas (mides los resultados experimentales), parece que sucedió algo específico. entonces tienes este incómodo problema de colapso de la función de onda que se puede resumir como "la luna no existe a menos que la mires"

No creo que la mayoría de los físicos crean en esta declaración dualista, solo se dice para resaltar el problema con la interpretación y resaltar la falta de una teoría unificada. es decir, no puedes aplicar QM a la luna

" es decir, no se puede aplicar QM a la luna " No estoy convencido de que este sea el caso. En el caso de la luna, este es un objeto tan grande que no podemos notar la diferencia entre los diferentes estados, por lo que la luna nos parece igual, aunque en esencia no lo es. Por lo tanto, la luna que vemos en realidad no existía antes de que la miráramos. Sólo casi siempre hay algo ahí para que la luna nos parezca muy real. Los estados en los que la luna no estaría allí son tan masivamente improbables que nadie llega a ver que no hay luna.
Para objetos macroscópicos como la luna, diferentes partes de ella se observan constantemente, es decir, está por encima de en.wikipedia.org/wiki/Quantum_decoherence Pero, el comportamiento cuántico se ha observado en objetos lo suficientemente grandes como para verlos sin ayuda: youtu.be/dvYYYlgVAao Lo que importa es el flujo de información, y si un sistema está aislado de su entorno, si la información de estado se está extendiendo desde el objeto hacia las correlaciones en el universo más amplio

Los estados cuánticos tratan con funciones de probabilidad y son subjetivos.

¿Por qué dices que estas funciones de probabilidad son subjetivas? La interpretación de Copenhague considera que estas funciones recogerían, en el límite de grandes números, el resultado objetivo de muchas medidas de un mismo estado, si se pudieran preparar miles de copias idénticas. Por lo tanto, como funciones de densidad de probabilidad, estas funciones serían objetivas para los adherentes a la interpretación de Copenhague.

La llamada Interpretación de Copenhague no es una interpretación única sino una colección con algo en común. Las entidades que presupone son partículas, campos o potenciales, tiempo, espacio y dispositivos de medición. No es una interpretación subjetiva, en el sentido de que los resultados de los experimentos no dependen de las opiniones o creencias del experimentador. Las partículas tienen propiedades 'observables' como la posición, el impulso y el giro (observable en realidad significa medible), pero los valores de esas propiedades son los resultados de las mediciones, es decir, de la interacción entre la partícula y el dispositivo de medición. Es importante destacar que ciertas propiedades no pueden tener valores definidos con precisión simultáneamente. Por ejemplo, cuando una partícula tiene una posición bien definida, no tiene un momento bien definido y viceversa.

La interpretación asume que cada partícula tiene una 'función de onda' asociada, que es una función de posición y tiempo. La magnitud de la función de onda en cualquier punto del espacio indica la probabilidad de que una medición localice la partícula en ese punto. Tenga en cuenta que la interpretación no asume que la partícula realmente está en un punto antes de que se mida su ubicación, o que el dispositivo de medición encuentra la partícula en ese punto; en cambio, asume que el acto de medición juega un papel en causar que la partícula estar en el lugar medido.

Más generalmente, la interpretación asume que cuando se mide una propiedad de una partícula, la función de onda de la partícula cambia por la medición para convertirse en una de un conjunto permitido de 'funciones propias' asociadas con la propiedad que se mide. Los detalles de esto son demasiado complicados para describirlos aquí, pero la forma en que funciona es realmente sorprendente una vez que lo entiendes. Cada una de las funciones propias permitidas de una propiedad medible A puede expresarse como una suma de las funciones propias de otra de las propiedades medibles B de la partícula. Si una partícula está en un estado propio particular de A, y la somete a una medida de B, la La función de onda de la partícula saltará de forma indeterminista para convertirse en una de las funciones propias de B.

En resumen, la naturaleza probabilística de la mecánica cuántica no tiene nada que ver con las creencias. Las ecuaciones clave de la mecánica cuántica te dan la probabilidad de que una partícula en un estado cuántico específico cambie a otro estado cuántico específico como consecuencia de una medición.

Mi propia interpretación de Helsinki de la interpretación de Copenhague dice así:

Las partículas existen solo como formas de onda de probabilidad cuando no interactúan con otras partículas. No son simples ondas sinusoidales, pero en aras de la comprensión podemos imaginarlas como tales.

Cuando interactúan, el resultado depende de en qué "fase" se encuentra cada una de las ondas que interactúan en el momento de la interacción. En otras palabras, las partículas tienen propiedades indefinidas (el principio de incertidumbre de Heisenberg) hasta que se miden (una interacción con otra partícula). Solo en la interacción las partículas "detectan" la "fase" de cada una y por un breve momento ambas partículas tienen propiedades definidas.

Esta interpretación explica la naturaleza probabilística de la realidad física y el dualismo onda-partícula sin involucrar fuerzas místicas desconocidas u observadores conscientes. Todo son matemáticas. Las "fases" de las ondas de probabilidad son las variables ocultas , varían constantemente a lo largo del tiempo según lo descrito por la función de onda y se vuelven visibles solo en las interacciones.