Interpretación de Copenhague

La interpretación de Copenhague es una colección de puntos de vista sobre el significado de la mecánica cuántica, atribuida principalmente a Niels Bohr y Werner Heisenberg. Es una de las más antiguas de las numerosas interpretaciones propuestas de la mecánica cuántica, ya que sus características datan del desarrollo de la mecánica cuántica durante 1925-1927, y sigue siendo una de las que se enseña con más frecuencia.

No existe una declaración histórica definitiva de lo que es la interpretación de Copenhague. Hay algunos acuerdos y desacuerdos fundamentales entre las opiniones de Bohr y Heisenberg. Por ejemplo, Heisenberg enfatizó un "corte" entre el observador (o el instrumento) y el sistema observado, mientras que Bohr ofreció una interpretación que es independiente de un observador subjetivo o una medición o colapso, que se basa en un "irreversible" o proceso efectivamente irreversible, que podría tener lugar dentro del sistema cuántico.

Las características comunes a las interpretaciones tipo Copenhague incluyen la idea de que la mecánica cuántica es intrínsecamente indeterminista, con probabilidades calculadas utilizando la regla de Born, y el principio de complementariedad, que establece que los objetos tienen ciertos pares de propiedades complementarias que no pueden observarse o medidos simultáneamente. Además, el acto de "observar" o "medir" un objeto es irreversible, y ninguna verdad puede atribuirse a un objeto, excepto de acuerdo con los resultados de su medición. Las interpretaciones del tipo de Copenhague sostienen que las descripciones cuánticas son objetivas, en el sentido de que son independientes de las descripciones de los físicos. arbitrariedad mental.

A lo largo de los años, ha habido muchas objeciones a aspectos de las interpretaciones tipo Copenhague, incluida la naturaleza discontinua y estocástica de la "observación" o "medición" proceso, la aparente subjetividad de requerir un observador, la dificultad de definir lo que podría contar como un dispositivo de medición y la aparente confianza en la física clásica para describir tales dispositivos.

Antecedentes

A partir de 1900, las investigaciones sobre los fenómenos atómicos y subatómicos obligaron a revisar los conceptos básicos de la física clásica. Sin embargo, no fue hasta que transcurrió un cuarto de siglo que la revisión alcanzó el estatus de una teoría coherente. Durante el período intermedio, ahora conocido como la época de la 'vieja teoría cuántica', los físicos trabajaron con aproximaciones y correcciones heurísticas de la física clásica. Los resultados notables de este período incluyen el cálculo de Max Planck del espectro de radiación del cuerpo negro, la explicación de Albert Einstein del efecto fotoeléctrico, el trabajo de Einstein y Peter Debye sobre el calor específico de los sólidos, Niels Bohr y La prueba de Hendrika Johanna van Leeuwen de que la física clásica no puede explicar el diamagnetismo, el modelo de Bohr del átomo de hidrógeno y la extensión del modelo de Bohr de Arnold Sommerfeld para incluir efectos relativistas. Desde 1922 hasta 1925, este método de correcciones heurísticas encontró crecientes dificultades; por ejemplo, el modelo de Bohr-Sommerfeld no podía extenderse del hidrógeno al siguiente caso más simple, el átomo de helio.

La transición de la antigua teoría cuántica a la física cuántica completa comenzó en 1925, cuando Werner Heisenberg presentó un tratamiento del comportamiento de los electrones basado en la discusión de solo "observable" cantidades, que para Heisenberg significan las frecuencias de luz que los átomos absorben y emiten. Max Born luego se dio cuenta de que en la teoría de Heisenberg, las variables clásicas de posición y momento estarían representadas por matrices, objetos matemáticos que se pueden multiplicar como números con la diferencia crucial de que el orden de la multiplicación es importante. Erwin Schrödinger presentó una ecuación que trataba al electrón como una onda y Born descubrió que la forma de interpretar con éxito la función de onda que aparecía en la ecuación de Schrödinger era como una herramienta para calcular probabilidades.

La mecánica cuántica no se puede conciliar fácilmente con el lenguaje y la observación cotidianos, y a menudo ha parecido contraria a la intuición para los físicos, incluidos sus inventores. Las ideas agrupadas como la interpretación de Copenhague sugieren una forma de pensar sobre cómo las matemáticas de la teoría cuántica se relacionan con la realidad física.

Origen y uso del término

El Instituto Niels Bohr en Copenhague

El término se refiere a la ciudad de Copenhague en Dinamarca y aparentemente fue acuñado durante la década de 1950. Anteriormente, a mediados de la década de 1920, Heisenberg había sido asistente de Bohr en su instituto en Copenhague, donde ayudaron a originar la teoría de la mecánica cuántica. En la Conferencia Solvay de 1927, una charla dual de Max Born y Heisenberg declaró: "Consideramos que la mecánica cuántica es una teoría cerrada, cuyos supuestos físicos y matemáticos fundamentales ya no son susceptibles de modificación alguna". En 1929, Heisenberg dio una serie de conferencias invitadas en la Universidad de Chicago explicando el nuevo campo de la mecánica cuántica. Las conferencias luego sirvieron como base para su libro de texto, Los principios físicos de la teoría cuántica, publicado en 1930. En el prefacio del libro, Heisenberg escribió:

En general, el libro no contiene nada que no se encuentre en publicaciones anteriores, particularmente en las investigaciones de Bohr. El propósito del libro me parece ser cumplido si contribuye algo a la difusión de ese 'Kopenhagener Geist der Quantentheorie' [Espíritu de Copán de la teoría cuántica] si me expreso así, que ha dirigido el desarrollo completo de la física atómica moderna.

El término 'interpretación de Copenhague' sugiere algo más que un espíritu, como un conjunto definido de reglas para interpretar el formalismo matemático de la mecánica cuántica, que presumiblemente se remonta a la década de 1920. Sin embargo, tal texto no existe, y los escritos de Bohr y Heisenberg se contradicen en varias cuestiones importantes. Parece que el término particular, con su sentido más definido, fue acuñado por Heisenberg alrededor de 1955, mientras criticaba las "interpretaciones" alternativas; (por ejemplo, David Bohm's) que se había desarrollado. Conferencias con los títulos 'La interpretación de Copenhague de la teoría cuántica' y 'Críticas y contrapropuestas a la interpretación de Copenhague', que Heisenberg pronunció en 1955, se reimprimen en la colección Física y filosofía. Antes de que el libro saliera a la venta, Heisenberg expresó en privado su pesar por haber utilizado el término, debido a que sugería la existencia de otras interpretaciones, que consideraba 'tonterías'. En una reseña de 1960 del libro de Heisenberg, el colaborador cercano de Bohr, Léon Rosenfeld, calificó el término como una "expresión ambigua". y sugirió que se desechara. Sin embargo, esto no sucedió y el término entró en uso generalizado.

Principios

No existe una declaración única y definitiva de la interpretación de Copenhague. El término abarca los puntos de vista desarrollados por varios científicos y filósofos durante el segundo cuarto del siglo XX. Esta falta de una fuente única y autorizada que establezca la interpretación de Copenhague es una dificultad para discutirla; otra complicación es que el trasfondo filosófico familiar para Einstein, Bohr, Heisenberg y sus contemporáneos lo es mucho menos para los físicos e incluso para los filósofos de la física en tiempos más recientes. Bohr y Heisenberg nunca estuvieron totalmente de acuerdo sobre cómo entender el formalismo matemático de la mecánica cuántica, y Bohr se distanció de lo que consideraba la interpretación más subjetiva de Heisenberg. Bohr ofreció una interpretación que es independiente de un observador subjetivo, o medida, o colapso; en cambio, un "irreversible" o el proceso efectivamente irreversible causa la decadencia de la coherencia cuántica que imparte el comportamiento clásico de 'observación'. o "medición".

Diferentes comentaristas e investigadores han asociado varias ideas con el término. Asher Peres comentó que puntos de vista muy diferentes, a veces opuestos, se presentan como "la interpretación de Copenhague" por diferentes autores. N. David Mermin acuñó la frase "¡Cállate y calcula!" para resumir puntos de vista tipo Copenhague, un dicho a menudo atribuido erróneamente a Richard Feynman y que Mermin luego encontró insuficientemente matizado. Mermin describió que la interpretación de Copenhague viene en diferentes "versiones", "variedades" o "sabores".

Algunos principios básicos generalmente aceptados como parte de la interpretación incluyen los siguientes:

1. La mecánica cuántica es intrínsecamente indeterminista.
2. El principio de correspondencia: en el límite apropiado, la teoría cuántica viene a parecerse a la física clásica y reproduce las predicciones clásicas.
3. La regla del Born: la función de onda de un sistema produce probabilidades para los resultados de las mediciones en ese sistema.
4. Complementaridad: ciertas propiedades no pueden definirse conjuntamente para el mismo sistema al mismo tiempo. Para hablar de una propiedad específica de un sistema, ese sistema debe ser considerado dentro del contexto de un arreglo de laboratorio específico. No se pueden predecir juntos cantidades observables correspondientes a arreglos de laboratorio mutuamente excluyentes, pero es necesario considerar múltiples experimentos mutuamente excluyentes para caracterizar un sistema.

Hans Primas y Roland Omnès brindan un desglose más detallado que, además de lo anterior, incluye lo siguiente:

1. La física cuántica se aplica a objetos individuales. Las probabilidades calculadas por la regla del Born no requieren un conjunto o colección de sistemas "identicamente preparados" para comprender.
2. Los resultados proporcionados por dispositivos de medición son esencialmente clásicos, y deben describirse en lenguaje ordinario. This was particularly emphasized by Bohr, and was accepted by Heisenberg.
3. Por el punto anterior, el dispositivo utilizado para observar un sistema debe ser descrito en el lenguaje clásico, mientras que el sistema bajo observación se trata en términos cuánticos. Esta es una cuestión particularmente sutil para la que Bohr y Heisenberg llegaron a conclusiones diferentes. Según Heisenberg, el límite entre lo clásico y lo cuántico se puede cambiar en cualquier dirección a discreción del observador. Es decir, el observador tiene la libertad de mover lo que sería conocido como el "cortado de Heisenberg" sin cambiar ninguna predicción físicamente significativa. Por otro lado, Bohr argumentó que ambos sistemas son cuánticos en principio, y la distinción de instrumento de objetos (el "corte") es dictada por el arreglo experimental. Para Bohr, el "cortado" no fue un cambio en las leyes dinámicas que rigen los sistemas en cuestión, sino un cambio en el lenguaje aplicado a ellos.
4. Durante una observación, el sistema debe interactuar con un dispositivo de laboratorio. Cuando ese dispositivo realiza una medición, la función de onda del sistema se desploma, reduciendo irreversiblemente a un eigenstat del observable que está registrado. El resultado de este proceso es un registro tangible del evento, hecho por una potencialidad convirtiéndose en una actualidad.
5. Las declaraciones sobre las mediciones que no se hacen realmente no tienen significado. Por ejemplo, no tiene sentido la afirmación de que un fotón atraviesa el camino superior de un interferómetro Mach-Zehnder a menos que el interferómetro se haya construido de tal manera que se detecte y registre el camino tomado por el fotón.
6. Las funciones de onda son objetivas, ya que no dependen de opiniones personales de físicos individuales u otras influencias arbitrarias.

Otra cuestión de importancia en la que Bohr y Heisenberg discreparon es la dualidad onda-partícula. Bohr sostuvo que la distinción entre una vista de onda y una vista de partícula se definía por una distinción entre configuraciones experimentales, mientras que Heisenberg sostenía que se definía por la posibilidad de ver las fórmulas matemáticas como referentes a ondas o partículas. Bohr pensó que una configuración experimental particular mostraría una imagen de onda o una imagen de partícula, pero no ambas. Heisenberg pensó que cada formulación matemática era capaz de interpretaciones de ondas y partículas.

Naturaleza de la función de onda

Una función de onda es una entidad matemática que proporciona una distribución de probabilidad para los resultados de cada medición posible en un sistema. El conocimiento de la función de onda junto con las reglas para la evolución del sistema en el tiempo agota todo lo que se puede predecir sobre el comportamiento del sistema. En general, las interpretaciones del tipo de Copenhague niegan que la función de onda proporcione una imagen directamente aprehensible de un cuerpo material ordinario o un componente discernible de alguno de ellos, o algo más que un concepto teórico.

Probabilidades a través de la regla Nacida

La regla de Born es esencial para la interpretación de Copenhague. Formulado por Max Born en 1926, da la probabilidad de que una medición de un sistema cuántico produzca un resultado dado. En su forma más simple, establece que la densidad de probabilidad de encontrar una partícula en un punto dado, cuando se mide, es proporcional al cuadrado de la magnitud de la función de onda de la partícula en ese punto.

Colapsar

Una percepción común de "el" La interpretación de Copenhague es que una parte importante es el "colapso" de la función de onda. En el acto de medir, se postula, la función de onda de un sistema puede cambiar repentina y discontinuamente. Antes de una medición, una función de onda involucra varias probabilidades para los diferentes resultados potenciales de esa medición. Pero cuando el aparato registra uno de esos resultados, no quedan rastros de los demás.

Heisenberg habló de la función de onda como representación del conocimiento disponible de un sistema, y no usó el término "colapso", sino que lo denominó "reducción" de la función de onda a un nuevo estado que representa el cambio en el conocimiento disponible que ocurre una vez que el aparato registra un fenómeno particular. Según Howard y Faye, los escritos de Bohr no mencionan el colapso de la función de onda.

Debido a que afirman que la existencia de un valor observado depende de la intercesión del observador, las interpretaciones tipo Copenhague a veces se denominan "subjetivas". Muchos habitantes de Copenhague rechazan este término porque el proceso de observación es mecánico y no depende de la individualidad del observador. Wolfgang Pauli, por ejemplo, insistió en que los resultados de las mediciones se pueden obtener y registrar mediante un "aparato de registro objetivo". Como escribió Heisenberg,

Por supuesto, la introducción del observador no debe ser malinterpretada para implicar que algún tipo de características subjetivas deben introducirse en la descripción de la naturaleza. El observador tiene, más bien, sólo la función de registrar decisiones, es decir, procesos en el espacio y el tiempo, y no importa si el observador es un aparato o un ser humano; pero el registro, es decir, la transición del "posible" al "actual", es absolutamente necesario aquí y no se puede omitir de la interpretación de la teoría cuántica.

En las décadas de 1970 y 1980, la teoría de la decoherencia ayudó a explicar la aparición de realidades cuasi clásicas que surgieron de la teoría cuántica, pero fue insuficiente para proporcionar una explicación técnica del aparente colapso de la función de onda.

¿Finalización por variables ocultas?

En términos metafísicos, la interpretación de Copenhague considera que la mecánica cuántica proporciona conocimiento de los fenómenos, pero no apunta a 'objetos realmente existentes', a los que considera residuos de la intuición ordinaria. Esto la convierte en una teoría epistémica. Esto puede contrastarse con la opinión de Einstein, de que la física debería buscar 'objetos realmente existentes', convirtiéndose en una teoría óntica.

A veces se plantea la pregunta metafísica: "¿Podría extenderse la mecánica cuántica agregando las llamadas "variables ocultas" al formalismo matemático, para convertirlo de una teoría epistémica a una teoría óntica?" La interpretación de Copenhague responde a esto con un fuerte 'No'. A veces se alega, por ejemplo por J.S. Bell, que Einstein se opuso a la interpretación de Copenhague porque creía que la respuesta a la pregunta de las "variables ocultas" fue "sí". Por el contrario, Max Jammer escribe: "Einstein nunca propuso una teoría de la variable oculta". Einstein exploró la posibilidad de una teoría de variables ocultas y escribió un artículo describiendo su exploración, pero lo retiró de la publicación porque sintió que era defectuoso.

Aceptación entre los físicos

Durante las décadas de 1930 y 1940, las opiniones sobre la mecánica cuántica atribuidas a Bohr y que enfatizaban la complementariedad se convirtieron en algo común entre los físicos. Los libros de texto de la época generalmente mantenían el principio de que el valor numérico de una cantidad física no tiene sentido o no existe hasta que se mide. Entre los físicos destacados asociados con las interpretaciones del tipo de Copenhague se encuentran Lev Landau, Wolfgang Pauli, Rudolf Peierls, Asher Peres, Léon Rosenfeld y Ray Streater.

Durante gran parte del siglo XX, la tradición de Copenhague tuvo una aceptación abrumadora entre los físicos. Según una encuesta muy informal (algunas personas votaron por múltiples interpretaciones) realizada en una conferencia de mecánica cuántica en 1997, la interpretación de Copenhague siguió siendo la etiqueta más aceptada que los físicos aplicaron a sus propios puntos de vista. Un resultado similar se encontró en una encuesta realizada en 2011.

Consecuencias

La naturaleza de la interpretación de Copenhague se expone considerando una serie de experimentos y paradojas.

El gato de Schrödinger

Este experimento mental destaca las implicaciones que tiene aceptar la incertidumbre a nivel microscópico en los objetos macroscópicos. Se pone un gato en una caja sellada, y su vida o muerte dependen del estado de una partícula subatómica. Por lo tanto, una descripción del gato durante el transcurso del experimento, habiendo estado enredado con el estado de una partícula subatómica, se convierte en un 'borrón'; de "gato vivo y muerto." Pero esto no puede ser exacto porque implica que el gato está vivo y muerto hasta que se abre la caja para comprobarlo. Pero el gato, si sobrevive, solo recordará estar vivo. Schrödinger se resiste "a aceptar tan ingenuamente como válido un 'modelo borroso' para representar la realidad." ¿Cómo puede el gato estar vivo y muerto?

En opiniones de tipo Copenhague, la función de onda refleja nuestro conocimiento del sistema. La función de onda ${displaystyle (tuberculosos {text{dead}rangle {text{alive}rangle)/{sqrt {2}}$ significa que, una vez que se observa el gato, hay un 50% de probabilidades de que esté muerto, y un 50% de probabilidad estará vivo. (Algunas versiones de la interpretación de Copenhague rechazan la idea de que una función de onda puede ser asignada a un sistema físico que cumple la definición cotidiana de "cat"; en este sentido, la descripción cuántica correcta del sistema de gatos y partículas debe incluir una regla de superselección.)

Amiga de Wigner

"El amigo de Wigner" es un experimento de pensamiento destinado a hacer que el gato de Schrödinger sea más llamativo al involucrar a dos seres conscientes, tradicionalmente conocidos como Wigner y su amigo. (En literatura más reciente, también pueden ser conocidos como Alice y Bob, por la convención de describir protocolos en teoría de la información.) Wigner pone a su amigo con el gato. El observador externo cree que el sistema está en estado ${displaystyle (tuberculosos {text{dead}rangle {text{alive}rangle)/{sqrt {2}}$. Sin embargo, su amigo está convencido de que el gato está vivo, es decir, para él, el gato está en el estado ${displaystyle Silencio{text{alive}rangle }$. ¿Cómo puede Wigner y su amigo ver diferentes funciones de onda?

Desde el punto de vista de Heisenberg, la respuesta depende del posicionamiento del corte de Heisenberg, que puede colocarse arbitrariamente (al menos según Heisenberg, aunque no según Bohr). Si el amigo de Wigner se coloca en el mismo lado del corte que el observador externo, sus medidas colapsarán la función de onda para ambos observadores. Si se coloca del lado del gato, su interacción con el gato no se considera una medida. Las diferentes interpretaciones del tipo de Copenhague toman posiciones diferentes en cuanto a si los observadores pueden colocarse en el lado cuántico del corte.

Experimento de doble rendija

En la versión básica de este experimento, una fuente de luz, como un rayo láser, ilumina una placa perforada por dos rendijas paralelas y la luz que pasa a través de las rendijas se observa en una pantalla detrás de la placa. La naturaleza ondulatoria de la luz hace que las ondas de luz que pasan a través de las dos rendijas interfieran, produciendo bandas brillantes y oscuras en la pantalla, un resultado que no se esperaría si la luz consistiera en partículas clásicas. Sin embargo, siempre se encuentra que la luz es absorbida en la pantalla en puntos discretos, como partículas individuales (no ondas); el patrón de interferencia aparece a través de la densidad variable de estos impactos de partículas en la pantalla. Además, las versiones del experimento que incluyen detectores en las rendijas encuentran que cada fotón detectado pasa a través de una rendija (como lo haría una partícula clásica), y no a través de ambas rendijas (como lo haría una onda). Sin embargo, tales experimentos demuestran que las partículas no forman el patrón de interferencia si uno detecta por qué rendija pasan.

Según el principio de complementariedad de Bohr, la luz no es ni una onda ni una corriente de partículas. Un experimento particular puede demostrar el comportamiento de una partícula (que pasa a través de una rendija definida) o el comportamiento de una onda (interferencia), pero no ambos al mismo tiempo.

En teoría, el mismo experimento se puede realizar con cualquier sistema físico: electrones, protones, átomos, moléculas, virus, bacterias, gatos, humanos, elefantes, planetas, etc. En la práctica se ha realizado para la luz, los electrones, el buckminsterfullereno y algunos átomos. Debido a la pequeñez de la constante de Planck, es prácticamente imposible realizar experimentos que revelen directamente la naturaleza ondulatoria de cualquier sistema mayor que unos pocos átomos; pero, en general, la mecánica cuántica considera que toda la materia posee comportamientos tanto de partículas como de ondas. Los sistemas más grandes (como virus, bacterias, gatos, etc.) se consideran "clásicos" pero sólo como una aproximación, no exactamente.

Paradoja de Einstein-Podolsky-Rosen

Este experimento mental implica un par de partículas preparadas en lo que los autores posteriores denominarían estado entrelazado. En un artículo de 1935, Einstein, Boris Podolsky y Nathan Rosen señalaron que, en este estado, si se midió la posición de la primera partícula, se podría predecir el resultado de medir la posición de la segunda partícula. Si, en cambio, se midiera la cantidad de movimiento de la primera partícula, se podría predecir el resultado de medir la cantidad de movimiento de la segunda partícula. Argumentaron que ninguna acción realizada sobre la primera partícula podría afectar instantáneamente a la otra, ya que esto implicaría que la información se transmitiera más rápido que la luz, lo cual está prohibido por la teoría de la relatividad. Invocaron un principio, más tarde conocido como el "criterio EPR de la realidad", postulando que, "si, sin perturbar de ninguna manera un sistema, podemos predecir con certeza (es decir, con probabilidad igual a unidad) el valor de una cantidad física, entonces existe un elemento de realidad correspondiente a esa cantidad". A partir de esto, dedujeron que la segunda partícula debe tener un valor definido de posición y de momento antes de ser medido.

La respuesta de Bohr al artículo de EPR se publicó en Physical Review más tarde ese mismo año. Sostuvo que EPR había razonado falazmente. Debido a que las medidas de posición y de momento son complementarias, la elección de medir una excluye la posibilidad de medir la otra. En consecuencia, un hecho deducido con respecto a un arreglo de aparato de laboratorio no podía combinarse con un hecho deducido por medio del otro, y así, la inferencia de valores predeterminados de posición y momento para la segunda partícula no era válida. Bohr concluyó que los argumentos de EPR 'no justifican su conclusión de que la descripción cuántica resulta ser esencialmente incompleta'.

Crítica

Incompletitud e indeterminismo

Niels Bohr y Albert Einstein, representados aquí en la casa de Paul Ehrenfest en Leiden (diciembre de 1925), tuvieron una larga disputa colegial sobre lo que la mecánica cuántica implicaba para la naturaleza de la realidad.

Einstein fue uno de los primeros y persistentes críticos de la escuela de Copenhague. Bohr y Heisenberg adelantaron la posición de que ninguna propiedad física podría entenderse sin un acto de medición, mientras que Einstein se negó a aceptar esto. Abraham Pais recordó una caminata con Einstein cuando los dos discutieron la mecánica cuántica: "Einstein se detuvo de repente, se volvió hacia mí y me preguntó si realmente creía que la luna existe solo cuando la miro". Si bien Einstein no dudaba de que la mecánica cuántica fuera una teoría física correcta en el sentido de que brindaba predicciones correctas, sostuvo que no podía ser una teoría completa. El producto más famoso de sus esfuerzos por argumentar el carácter incompleto de la teoría cuántica es el experimento mental de Einstein-Podolsky-Rosen, cuyo objetivo era demostrar que las propiedades físicas como la posición y el momento tienen valores incluso si no se miden. El argumento de EPR generalmente no fue convincente para otros físicos.

Carl Friedrich von Weizsäcker, mientras participaba en un coloquio en Cambridge, negó que la interpretación de Copenhague afirmara "Lo que no se puede observar, no existe". En cambio, sugirió que la interpretación de Copenhague sigue el principio "Lo que se observa ciertamente existe; sobre lo que no se observa, todavía somos libres de hacer suposiciones adecuadas. Usamos esa libertad para evitar paradojas."

Einstein tampoco estaba satisfecho con el indeterminismo de la teoría cuántica. Con respecto a la posibilidad de la aleatoriedad en la naturaleza, Einstein dijo que estaba "convencido de que Él [Dios] no tira los dados". Bohr, en respuesta, supuestamente dijo que "no podemos decirle a Dios cómo debe gobernar el mundo".

La "división furtiva"

Muchas de las críticas a las interpretaciones del tipo de Copenhague se han centrado en la necesidad de un dominio clásico donde puedan residir los observadores o los dispositivos de medición, y la imprecisión de cómo podría definirse el límite entre cuántico y clásico. John Bell llamó a esto la "división furtiva". Como se describe típicamente, las interpretaciones del tipo Copenhague implican dos tipos diferentes de evolución temporal para las funciones de onda, el flujo determinista según la ecuación de Schrödinger y el salto probabilístico durante la medición, sin un criterio claro de cuándo se aplica cada tipo. ¿Por qué deberían existir estos dos procesos diferentes, cuando los físicos y el equipo de laboratorio están hechos de la misma materia que el resto del universo? Y si de alguna manera hay una división, ¿dónde debería colocarse? Steven Weinberg escribe que la presentación tradicional no da 'ninguna forma de ubicar el límite entre los reinos en los que [...] la mecánica cuántica se aplica o no se aplica'.

El problema de pensar en términos de medidas clásicas de un sistema cuántico se vuelve particularmente agudo en el campo de la cosmología cuántica, donde el sistema cuántico es el universo. ¿Cómo se coloca un observador fuera del universo para poder medirlo, y quién estuvo allí para observar el universo en sus primeras etapas? Los defensores de las interpretaciones del tipo de Copenhague han cuestionado la seriedad de estas objeciones. Rudolf Peierls señaló que "el observador no tiene que ser contemporáneo del evento"; por ejemplo, estudiamos el universo primitivo a través del fondo cósmico de microondas, y podemos aplicar la mecánica cuántica a eso tan bien como a cualquier campo electromagnético. Asimismo, Asher Peres argumentó que los físicos están, conceptualmente, fuera de los grados de libertad que estudia la cosmología, y aplicar la mecánica cuántica al radio del universo mientras se descuida a los físicos en él no es diferente de cuantificar la electricidad. corriente en un superconductor sin tener en cuenta los detalles a nivel atómico.

Usted puede oponerse a que sólo hay un universo, pero de igual manera sólo hay un SQUID en mi laboratorio.

E. T. Jaynes, un defensor de la probabilidad bayesiana, argumentó que la probabilidad es una medida de un estado de información sobre el mundo físico, por lo que considerarlo como un fenómeno físico sería un ejemplo de una falacia de proyección mental. Jaynes describió el formalismo matemático de la física cuántica como "una mezcla peculiar que describe en parte realidades de la naturaleza, en parte información humana incompleta sobre la naturaleza, todo revuelto por Heisenberg y Bohr en una tortilla que nadie ha sabido cómo descifrar". 34;.

Alternativas

La interpretación del conjunto es similar; ofrece una interpretación de la función de onda, pero no para partículas individuales. La interpretación consistente de las historias se anuncia a sí misma como 'Copenhague bien hecho'. Más recientemente, las interpretaciones inspiradas en la teoría de la información cuántica como QBism y la mecánica cuántica relacional han atraído apoyo.

Bajo el realismo y el determinismo, si la función de onda se considera ontológicamente real y se rechaza por completo el colapso, se obtiene una interpretación de muchos mundos. Si el colapso de la función de onda también se considera ontológicamente real, se obtiene una teoría objetiva del colapso. La mecánica bohmiana muestra que es posible reformular la mecánica cuántica para hacerla determinista, al precio de hacerla explícitamente no local. Atribuye no solo una función de onda a un sistema físico, sino además una posición real, que evoluciona de manera determinista bajo una ecuación guía no local. La evolución de un sistema físico viene dada en todo momento por la ecuación de Schrödinger junto con la ecuación guía; nunca hay un colapso de la función de onda. La interpretación transaccional también es explícitamente no local.

Algunos físicos adoptaron puntos de vista en el "espíritu de Copenhague" y luego pasó a defender otras interpretaciones. Por ejemplo, David Bohm y Alfred Landé escribieron libros de texto que presentaban ideas en la tradición de Bohr-Heisenberg y luego promovieron variables ocultas no locales y una interpretación de conjunto, respectivamente. John Archibald Wheeler comenzó su carrera como "apóstol de Niels Bohr"; luego supervisó la tesis doctoral de Hugh Everett que proponía la interpretación de muchos mundos. Después de apoyar el trabajo de Everett durante varios años, comenzó a distanciarse de la interpretación de muchos mundos en la década de 1970. Más adelante en su vida, escribió que si bien la interpretación de Copenhague podría llamarse con justicia 'la niebla del norte', 'sigue siendo la mejor interpretación del cuanto que tenemos'.

Otros físicos, aunque influenciados por la tradición de Copenhague, han expresado su frustración por la forma en que tomó el formalismo matemático de la teoría cuántica como dado, en lugar de intentar comprender cómo podría surgir de algo más fundamental. Esta insatisfacción ha motivado nuevas variantes interpretativas así como trabajos técnicos en fundamentos cuánticos. Los físicos que han sugerido que la tradición de Copenhague necesita ser construida o extendida incluyen a Rudolf Haag y Anton Zeilinger.