¿Qué nivel de comprensión deberías tener de Física Cuántica para escribir una novela dura de ciencia ficción?

Para repetir el comentario de F1Krazy, solo necesita conocimientos de física cuántica si su historia depende de la física cuántica. Podría escribir sobre tecnología de la información, mecánica orbital, biología sintética o una docena de otros temas sin mencionar (o comprender) la mecánica cuántica.

Si bien hay muchas formas diferentes de escribir ficción, me parece que las historias más exitosas comienzan como historias en lugar de notas de investigación acumuladas. La mayoría de las veces, la historia inventa tecnología que posiblemente podría existir para hacer que la historia funcione. Dos ejemplos comunes son los viajes más rápidos que la luz y los viajes en el tiempo. La mayoría de los físicos argumentarán que ambos fenómenos no son posibles, dado nuestro conocimiento actual del universo. Pero hay muchas historias buenas e incluso geniales que dependen de que esas dos acciones sean posibles. La historia agita la mano para hacer agujeros de gusano o agujeros negros o dimensiones adicionales de espacio y tiempo o algo que suena a ciencia y que permite que la historia continúe.

Si acepta que la historia dicta las necesidades tecnológicas/científicas, entonces escriba la historia. Determine la cantidad mínima de movimiento de manos que necesita para que la historia funcione. Busca en la web información sobre ese tema. Vea si puede encontrar un científico que esté preparado para conversar sobre el tema. Ir a la biblioteca. Vaya a Worldbuilding.Stackexchange.com, demuestre que ha hecho su tarea y haga una pregunta específica. En cualquier caso, esté preparado para modificar la historia al menos hasta cierto punto para que encaje mejor con la ciencia/tecnología.

Finalmente, lea ampliamente, tanto ficción como no ficción. Trate de entender lo que funciona para mantenerlo interesado. Luego escriba, sabiendo que la mayor parte de lo que escriba no será publicado. Escribe para practicar, para pulir habilidades, para probar diferentes enfoques. Entonces lee un poco más. Enjuague y repita.

No puedo hacerlo mejor que la respuesta de JoeStonecash al abordar la pregunta general, y lo animo a seguir ese consejo y, en particular, a no preocuparse por la física cuántica hasta que de alguna manera se vuelva fundamental para su historia. Al mismo tiempo, estoy totalmente de acuerdo con el comentario de Patrick Stevens de que "el tema es único entre las ciencias en lo cerca que está de la tontería total la comprensión que tiene la mayoría de la gente". Así que también quería abordar la parte de su pregunta que es específica de la física cuántica, donde creo que lo principal es saber y evitar las principales tergiversaciones que existen, al menos si opta por el ángulo de la ciencia pura. .

Como descargo de responsabilidad, no soy físico, pero trabajo con físicos y he tratado de limitarme a cosas en las que confío. Como mencionó JoeStonecash, debe confirmar todo lo escrito a continuación con otras fuentes antes de usarlo en su escritura.

La parte más incomprendida de la física cuántica, en mi experiencia leyendo ciencia ficción, es lo que la física cuántica dice que sucede cuando algo es "observado". Comencemos dejando las cosas claras: los términos "observación" y "medición" solo significan que un sistema interactúa con algún otro sistema suficientemente grande. Estas interacciones causan "decoherencia", y el sistema más pequeño evoluciona rápidamente a un estado en el que podemos describir razonablemente el resultado de la medición (y solo ese resultado) con términos clásicos y probabilidad ordinaria de escuela primaria. Decimos que la función de onda del sistema se ha "colapsado". Pero la naturaleza del sistema sigue siendo cuántica y, en términos generales, cualquier aspecto no medido del sistema seguirá desafiando la descripción clásica, incluso en el momento de la observación.

Ahora, para abordar algunos conceptos erróneos asociados con la ciencia ficción:

• Aunque la observación suele ser ridículamente rápida, eso no la convierte en literalmente instantánea. Con un experimento extremadamente cuidadoso, puede cortar la interacción con el sistema más grande antes de que la decoherencia avance lo suficiente como para que una descripción clásica tenga mucho sentido.

• Un "observador" no tiene que cumplir ningún criterio misterioso como ser consciente o ser humano, y la física no cambia dependiendo de si es una persona la que mira. Para que una interacción se comporte como una observación, lo único necesario es que el "observador" sea lo suficientemente grande. (Y recuerde, eso es "grande" según los estándares de los físicos cuánticos, así que no mucho).

• Los sistemas no alternan entre ser completamente cuánticos en tiempos normales y completamente clásicos durante la medición. Como se mencionó anteriormente, una medición generalmente solo puede hacer que un aspecto de un sistema parezca clásico. Por ejemplo, imagina una partícula solitaria. Si mide su posición, la decoherencia lo pondrá en un estado consistente con tener una ubicación definida, pero esa misma decoherencia arruinará su capacidad para aplicar incluso el concepto clásico de impulso. Del mismo modo, si elige medir el momento, no tiene sentido hablar de la posición clásica de la partícula durante la medición. El problema no es que la posición y el momento estén ocultos de alguna manera para nosotros, ni que ninguna de las posibles mediciones altere de alguna manera los valores "verdaderos", es s que la idea de que las partículas son bolas de billar con posiciones y momentos clásicos es demasiado ingenua para coincidir con la realidad. En el mejor de los casos, podemos hacer que un concepto u otro se apliquen a la vez, pero cuando no estamos forzando la mano de la realidad, es probable que ninguno se aplique. (Este ejemplo es el Principio de Incertidumbre de Heisenberg, a menudo malinterpretado y que podría llamarse mejor. Hay muchos otros principios de incertidumbre, cada uno de los cuales establece un límite en la aplicabilidad simultánea de las ideas clásicas).

• De manera relacionada, una "superposición" de dos estados clásicos X e Y no significa que "X e Y sean simultáneamente verdaderos". Tampoco significa "ya sea X o Y es cierto, pero no sabemos cuál". Lo que significa es que ni X ni Y son una descripción precisa de la realidad, por lo que si tomamos una medida con X e Y como posibles resultados, la decoherencia resultante podría poner al sistema en cualquiera de los dos estados.

• Dado que "superposición" no significa "o" o "y", la computación cuántica no se trata de probar un montón de cálculos clásicos simultáneamente. Más bien, comenzamos por planificar una medida que nos dará una de varias respuestas posibles. La física nos dice que, para cada respuesta, la probabilidad de decoherencia a esa respuesta depende de una cierta amplitud. Así que diseñamos un proceso que jala las amplitudes de las respuestas correctas consistentemente en una dirección pero las amplitudes de las respuestas incorrectas en direcciones opuestas. Los tirones de las respuestas incorrectas se cancelan entre sí, por lo que las amplitudes asociadas terminan siendo pequeñas y poco probables en la medición final. Como puede imaginar, tomar un problema y encontrar un proceso que funcione para cancelar cada respuesta incorrecta.

• "Enredo" no es un concepto útil para la comunicación. Donde entra es que, si bien normalmente no podemos predecir cómo será la decoherencia, podemos dar probabilidades, y las probabilidades de los sistemas se pueden correlacionar; llamamos a tales sistemas "enredados". Por ejemplo, tú y yo podríamos configurar dos partículas para que sepamos que obtendremos el mismo resultado si medimos sus espines. Entonces, incluso si ninguna de las partículas pudiera llamarse con precisión spin-up o spin-down antes de la medición (recuerde, las descripciones clásicas normalmente no tienen sentido excepto durante una observación correspondiente), puedo confiar en que mi futura medición se desarrollará de la misma manera. como lo hará el tuyo. Así que tenemos acceso a un secreto compartido. Pero no hay nada que realmente pueda hacer para enviarle información: no tiene forma de saber si o cuándo

Si puede evitar todos estos errores, los lectores como yo estarán encantados. Incluso si algunos de los otros detalles están mal, estaría encantado de leer un trabajo que lo haga bien.

Argumentaría en una vena ligeramente diferente a las otras (buenas) respuestas. Técnicamente, no necesitas saber cómo funciona la física cuántica para escribir ciencia ficción dura que la use. Lo único que necesita saber es lo que puede hacer. O más bien lo que la gente que lo entiende cree que podrá hacer en el futuro.

Por supuesto, existe el lado de ingeniería-porno de la ciencia ficción dura con sus interminables volcados de información, pero en general, esos no avanzan en la historia y, con razón, se consideran un mal hábito. También hay historias que dependen de cómo se implementa con precisión un concepto muy específico en ingeniería o física, pero hay muchas otras que no lo hacen.

Para la mayoría de las personas, la tecnología es solo una herramienta. Para responder a su pregunta, necesito saber que las palabras que estoy escribiendo en este momento aparecerán en esta página donde podrá leerlas después de presionar el botón grande en la parte inferior. No necesito saber programar, ni saber cómo funciona una computadora, ni internet, ni cómo configurar un servidor, solo necesito saber qué acciones puedo tomar y qué efectos tienen. Y aunque en realidad sé todo esto, rara vez siento la necesidad de contárselo a la gente si no me lo preguntan explícitamente o si de alguna manera me ayuda a aclarar un punto.

Lo mismo ocurre con los personajes de tu novela. Para ellos, su dispositivo cuántico puede ser un objeto cotidiano, por lo que están acostumbrados y no reflexionan sobre su funcionamiento interno. O algún científico científico Q'ish podría entregarles este nuevo dispositivo, diciéndoles que ni siquiera deberían tratar de entender cómo funciona, está muy por encima de su nivel de pago, pero en reconocimiento de eso se ha hecho infalible. Simplemente presione ese botón y las cosas suceden.

Lo que hace que su historia sea de ciencia ficción dura es que la existencia de tal dispositivo en el futuro es plausible. Deja que el lector descubra los detalles si así lo desea. De hecho, puedes salirte con la tuya más de esta manera que si lo explicas todo. Es mucho más difícil demostrar que algo no se puede hacer que que algo no se puede hacer de esta manera tan específica. Del mismo modo, es menos probable que ocurra cualquier agujero en la trama de "por qué no construyeron el dispositivo X usando la misma tecnología que en el dispositivo Y" si no conoce los detalles de Y que podrían evitarlo.

Así que tome alguna revista de divulgación científica o lea en Wikipedia sobre las tecnologías propuestas relacionadas con su trama y averigüe qué dicen los defensores que pueden hacer y cuáles son los problemas que los críticos dicen que tienen. Luego encuentre algún lugar intermedio y utilícelos para su historia.

Para tomar su ejemplo de física cuántica, si lee un poco en las noticias científicas, encontrará personas que hablan sobre computadoras cuánticas y encriptación cuántica. De los primeros, la gente aparentemente piensa que podrían descifrar cualquier encriptación clásica, pero en este momento son grandes dispositivos experimentales que requieren salas limpias y refrigeración especial, etc. De este último, piensan que es ininterceptable, pero se necesita una línea de visión o una conexión de fibra directa para intercambiar "partículas enredadas" o lo que sea (estoy siendo deliberadamente obtuso aquí).

Esto ya es material suficiente para generar una historia de espionaje de ciencia ficción dura de mediados del siglo XXI: el agente 008 obtiene un dispositivo de almacenamiento encriptado con información importante de los últimos remanentes de la resistencia en el Hong Kong ahora completamente ocupado y de alguna manera tiene que recuperarlo en casa. para el descifrado por parte de las computadoras cuánticas de las agencias, todo ello sin que sea interceptado. Su línea satelital encriptada cuántica es demasiado lenta para esta cantidad de datos, se vigilan todos los modos rápidos de comunicación y las fronteras están cerradas. ¿Cómo puede sacar el dispositivo de almacenamiento del país sin causar un incidente internacional? ¿Cuánto tiempo tiene hasta que sus oponentes se den cuenta del tesoro que lleva?

Buenas preguntas y buenas respuestas. Me gustaría añadir, porque me encanta una buena novela de ciencia ficción, deberías encontrar un equilibrio entre escribir sobre ciencia ficción y la realidad. ¿Es seguro decir que estás tratando de complementar la física cuántica para la fantasía y la magia? Debido a que la ciencia ficción sigue siendo ficción, no descarta el hecho de que las cosas puedan suceder dentro de las leyes de la lógica y la razón. Si el requisito es que uno necesita un título avanzado en astrofísica para comprender lo que está sucediendo, entonces tal vez se encuentre explicando al lector demasiado sobre ciencia y lo aburra. Por el contrario, si se espera que su lector conozca los fundamentos científicos antes de leer su novela, entonces no hay problema. Lo que digo es que debes tratar de evitar que se vuelva demasiado geek o nerd. Entonces, ¿qué es la buena y simple ciencia ficción? ¡Yo digo que cuanto más física cuántica, mejor! Esto lo diferenciará de otras obras de ciencia ficción al desafiar realmente la mente del lector y cuestionar los límites de lo que es verdaderamente posible.

¿Es la historia como la trilogía Dune de Frank Herbert , o es algo así como la película Total Recall ? O, ¿su historia es tan original que nunca se ha hecho antes? Estos son solo algunos de mis favoritos, y me gustaría enumerar más para que sea más fácil describir qué es exactamente lo que está preguntando.

No hay un "debería" sobre eso y si lo hubiera, todavía no tendría casi nada que ver con la escritura.

En términos generales, "escribir" es un proceso para el cual la "física cuántica" o cualquier otro tema proporciona algún contenido.

Incluso si planea escribir una novela de ciencia ficción dirigida principalmente a lectores de físicos cuánticos, simplemente lea lo que su motor de búsqueda enumera como los tres o cuatro textos más accesibles al público.

En su defecto, invéntalo. ¿Quién sino un físico cuántico te desafiará?