Interpretação de Copenhague

A interpretação de Copenhague é uma coleção de visões sobre o significado da mecânica quântica, atribuídas principalmente a Niels Bohr e Werner Heisenberg. É uma das mais antigas das numerosas interpretações propostas da mecânica quântica, pois suas características datam do desenvolvimento da mecânica quântica durante 1925-1927, e continua sendo uma das mais comumente ensinadas.

Não há nenhuma declaração histórica definitiva sobre o que é a interpretação de Copenhague. Existem alguns acordos e desacordos fundamentais entre as visões de Bohr e Heisenberg. Por exemplo, Heisenberg enfatizou um "corte" entre o observador (ou o instrumento) e o sistema que está sendo observado, enquanto Bohr ofereceu uma interpretação que é independente de um observador subjetivo ou medição ou colapso, que se baseia em um "irreversível" ou processo efetivamente irreversível, que poderia ocorrer dentro do sistema quântico.

Características comuns às interpretações do tipo Copenhague incluem a ideia de que a mecânica quântica é intrinsecamente indeterminística, com probabilidades calculadas usando a regra de Born, e o princípio da complementaridade, que afirma que os objetos têm certos pares de propriedades complementares que não podem ser todas observadas ou medidos simultaneamente. Além disso, o ato de "observar" ou "medição" um objeto é irreversível e nenhuma verdade pode ser atribuída a um objeto, exceto de acordo com os resultados de sua medição. As interpretações do tipo Copenhague sustentam que as descrições quânticas são objetivas, no sentido de que são independentes da imaginação dos físicos. arbitrariedade mental.

Ao longo dos anos, tem havido muitas objeções a aspectos das interpretações do tipo Copenhague, incluindo a natureza descontínua e estocástica da "observação" ou "medição" processo, a aparente subjetividade de exigir um observador, a dificuldade de definir o que pode contar como um dispositivo de medição e a aparente confiança na física clássica para descrever tais dispositivos.

Fundo

A partir de 1900, as investigações sobre fenômenos atômicos e subatômicos forçaram uma revisão dos conceitos básicos da física clássica. No entanto, não foi até um quarto de século decorrido que a revisão alcançou o status de uma teoria coerente. Durante o período intermediário, agora conhecido como o tempo da "antiga teoria quântica", os físicos trabalharam com aproximações e correções heurísticas da física clássica. Resultados notáveis deste período incluem o cálculo de Max Planck do espectro de radiação do corpo negro, a explicação de Albert Einstein do efeito fotoelétrico, o trabalho de Einstein e Peter Debye sobre o calor específico dos sólidos, Niels Bohr e A prova de Hendrika Johanna van Leeuwen de que a física clássica não pode explicar o diamagnetismo, o modelo de Bohr do átomo de hidrogênio e a extensão de Arnold Sommerfeld do modelo de Bohr para incluir efeitos relativísticos. De 1922 a 1925, esse método de correções heurísticas encontrou dificuldades crescentes; por exemplo, o modelo de Bohr-Sommerfeld não pode ser estendido do hidrogênio para o próximo caso mais simples, o átomo de hélio.

A transição da antiga teoria quântica para a física quântica completa começou em 1925, quando Werner Heisenberg apresentou um tratamento do comportamento do elétron baseado na discussão apenas de elementos "observáveis" quantidades, significando para Heisenberg as frequências de luz que os átomos absorveram e emitiram. Max Born então percebeu que na teoria de Heisenberg, as variáveis clássicas de posição e momento seriam representadas por matrizes, objetos matemáticos que podem ser multiplicados juntos como números com a diferença crucial de que a ordem da multiplicação é importante. Erwin Schrödinger apresentou uma equação que tratava o elétron como uma onda, e Born descobriu que a maneira de interpretar com sucesso a função de onda que aparecia na equação de Schrödinger era como uma ferramenta para calcular probabilidades.

A mecânica quântica não pode ser facilmente reconciliada com a linguagem e a observação do dia-a-dia e muitas vezes parece contra-intuitiva para os físicos, incluindo seus inventores. As ideias agrupadas como a interpretação de Copenhague sugerem uma maneira de pensar sobre como a matemática da teoria quântica se relaciona com a realidade física.

Origem e uso do termo

O Instituto Niels Bohr em Copenhaga

O termo refere-se à cidade de Copenhague, na Dinamarca, e aparentemente foi cunhado durante a década de 1950. Anteriormente, em meados da década de 1920, Heisenberg havia sido assistente de Bohr em seu instituto em Copenhague, onde ajudaram a originar a teoria da mecânica quântica. Na Conferência Solvay de 1927, uma palestra dupla de Max Born e Heisenberg declarou "consideramos a mecânica quântica como uma teoria fechada, cujas suposições físicas e matemáticas fundamentais não são mais suscetíveis de qualquer modificação." Em 1929, Heisenberg deu uma série de palestras convidadas na Universidade de Chicago explicando o novo campo da mecânica quântica. As palestras serviram de base para seu livro, Os princípios físicos da teoria quântica, publicado em 1930. No prefácio do livro, Heisenberg escreveu:

No geral, o livro não contém nada que não seja encontrado em publicações anteriores, particularmente nas investigações de Bohr. O objetivo do livro parece-me ser cumprido se contribuir um pouco para a difusão daquele 'Kopenhagaer Geist der Quantentheorie' [Espírito de Copenhaga da teoria quântica] se eu puder assim me expressar, que tem dirigido todo o desenvolvimento da física atômica moderna.

O termo 'interpretação de Copenhague' sugere algo mais do que apenas um espírito, como um conjunto definido de regras para interpretar o formalismo matemático da mecânica quântica, presumivelmente datado da década de 1920. No entanto, tal texto não existe, e os escritos de Bohr e Heisenberg se contradizem em várias questões importantes. Parece que o termo particular, com seu sentido mais definido, foi cunhado por Heisenberg por volta de 1955, ao criticar "interpretações" (por exemplo, David Bohm's) que havia sido desenvolvido. Palestras com os títulos 'A Interpretação de Copenhague da Teoria Quântica' e 'Críticas e Contrapropostas à Interpretação de Copenhague', que Heisenberg fez em 1955, são reimpressos na coleção Physics and Philosophy. Antes de o livro ser lançado para venda, Heisenberg em particular lamentou ter usado o termo, devido à sugestão da existência de outras interpretações, que considerava "absurdas". Em uma revisão de 1960 do livro de Heisenberg, o colaborador próximo de Bohr, Léon Rosenfeld, chamou o termo de "expressão ambígua" e sugeriu que fosse descartado. No entanto, isso não aconteceu e o termo entrou em uso generalizado.

Princípios

Não há uma declaração exclusivamente definitiva da interpretação de Copenhague. O termo engloba as visões desenvolvidas por vários cientistas e filósofos durante o segundo quartel do século XX. A falta de uma fonte única e autorizada que estabeleça a interpretação de Copenhague é uma dificuldade em discuti-la; outra complicação é que o pano de fundo filosófico familiar a Einstein, Bohr, Heisenberg e seus contemporâneos é muito menos familiar aos físicos e mesmo aos filósofos da física em tempos mais recentes. Bohr e Heisenberg nunca concordaram totalmente sobre como entender o formalismo matemático da mecânica quântica, e Bohr se distanciou do que considerava a interpretação mais subjetiva de Heisenberg. Bohr ofereceu uma interpretação que é independente de um observador subjetivo, ou medição, ou colapso; em vez disso, um "irreversível" ou processo efetivamente irreversível causa o decaimento da coerência quântica que confere o comportamento clássico de "observação" ou "medição".

Diferentes comentaristas e pesquisadores associaram várias ideias ao termo. Asher Peres observou que visões muito diferentes, às vezes opostas, são apresentadas como "a interpretação de Copenhague" por diferentes autores. N. David Mermin cunhou a frase "Cale a boca e calcule!" para resumir as visões do tipo Copenhague, um ditado frequentemente atribuído erroneamente a Richard Feynman e que Mermin mais tarde considerou insuficientemente matizado. Mermin descreveu a interpretação de Copenhague como tendo diferentes "versões", "variedades" ou "sabores".

Alguns princípios básicos geralmente aceitos como parte da interpretação incluem o seguinte:

1. A mecânica quântica é intrinsecamente indeterminística.
2. O princípio da correspondência: no limite apropriado, a teoria quântica vem se assemelhar à física clássica e reproduz as previsões clássicas.
3. A regra Nascida: a função de onda de um sistema produz probabilidades para os resultados de medições sobre esse sistema.
4. Complementaridade: certas propriedades não podem ser definidas conjuntamente para o mesmo sistema ao mesmo tempo. Para falar sobre uma propriedade específica de um sistema, esse sistema deve ser considerado dentro do contexto de um arranjo de laboratório específico. Não se pode prever, em conjunto, quantidades significativas correspondentes a acordos laboratoriais mutuamente exclusivos, mas considerar múltiplas experiências mutuamente exclusivas é necessário caracterizar um sistema.

Hans Primas e Roland Omnès fornecem uma análise mais detalhada que, além do que foi dito acima, inclui o seguinte:

1. A física quântica aplica-se a objetos individuais. As probabilidades computadas pela regra Born não exigem um conjunto ou coleção de sistemas "identicamente preparados" para entender.
2. Os resultados fornecidos por dispositivos de medição são essencialmente clássicos, e devem ser descritos em linguagem comum. Isso foi particularmente enfatizado por Bohr, e foi aceito por Heisenberg.
3. Por ponto acima, o dispositivo usado para observar um sistema deve ser descrito em linguagem clássica, enquanto o sistema sob observação é tratado em termos quânticos. Esta é uma questão particularmente sutil para a qual Bohr e Heisenberg vieram a conclusões diferentes. De acordo com Heisenberg, o limite entre clássico e quântico pode ser deslocado em qualquer direção a critério do observador. Ou seja, o observador tem a liberdade de mover o que se tornaria conhecido como o "corte Heisenberg" sem mudar qualquer previsão fisicamente significativa. Por outro lado, Bohr argumentou que ambos os sistemas são quânticos em princípio, e a distinção objeto-instrumento (o "corte") é ditada pelo arranjo experimental. Para Bohr, o "corte" não foi uma mudança nas leis dinâmicas que governam os sistemas em questão, mas uma mudança na linguagem aplicada a eles.
4. Durante uma observação, o sistema deve interagir com um dispositivo de laboratório. Quando esse dispositivo faz uma medição, a função de onda do sistema colapsa, reduzindo irreversivelmente a um eigenstate do observável que está registrado. O resultado deste processo é um registro tangível do evento, feito por uma potencialidade se tornando uma realidade.
5. Declarações sobre medidas que não são realmente feitas não têm significado. Por exemplo, não há sentido para a afirmação de que um fóton atravessava o caminho superior de um interferômetro Mach-Zehnder a menos que o interferômetro fosse realmente construído de tal forma que o caminho tomado pelo fóton é detectado e registrado.
6. As funções de onda são objetivas, pois não dependem de opiniões pessoais de físicos individuais ou de outras influências arbitrárias.

Outra questão importante em que Bohr e Heisenberg discordaram é a dualidade onda-partícula. Bohr sustentou que a distinção entre uma visão de onda e uma visão de partícula foi definida por uma distinção entre configurações experimentais, enquanto Heisenberg sustentou que foi definida pela possibilidade de ver as fórmulas matemáticas como referindo-se a ondas ou partículas. Bohr pensou que uma configuração experimental específica exibiria uma imagem de onda ou uma imagem de partícula, mas não ambas. Heisenberg pensava que toda formulação matemática era capaz de interpretações de ondas e partículas.

Natureza da função de onda

Uma função de onda é uma entidade matemática que fornece uma distribuição de probabilidade para os resultados de cada medição possível em um sistema. O conhecimento da função de onda junto com as regras para a evolução do sistema no tempo esgota tudo o que pode ser previsto sobre o comportamento do sistema. Geralmente, as interpretações do tipo Copenhague negam que a função de onda forneça uma imagem diretamente apreensível de um corpo material comum ou um componente discernível de algum, ou algo mais do que um conceito teórico.

Probabilidades via regra de Born

A regra de Born é essencial para a interpretação de Copenhague. Formulado por Max Born em 1926, dá a probabilidade de que uma medição de um sistema quântico produzirá um determinado resultado. Em sua forma mais simples, afirma que a densidade de probabilidade de encontrar uma partícula em um determinado ponto, quando medida, é proporcional ao quadrado da magnitude da função de onda da partícula naquele ponto.

Recolher

Uma percepção comum de "o" A interpretação de Copenhague é que uma parte importante disso é o "colapso" da função de onda. No ato da medição, postula-se, a função de onda de um sistema pode mudar de forma repentina e descontínua. Antes de uma medição, uma função de onda envolve as várias probabilidades para os diferentes resultados potenciais dessa medição. Mas quando o aparelho registra um desses resultados, nenhum vestígio dos outros permanece.

Heisenberg falou da função de onda como representando o conhecimento disponível de um sistema e não usou o termo "colapso", mas em vez disso denominou-o de "redução" da função de onda para um novo estado que representa a mudança no conhecimento disponível que ocorre quando um determinado fenômeno é registrado pelo aparelho. De acordo com Howard e Faye, os escritos de Bohr não mencionam o colapso da função de onda.

Por afirmarem que a existência de um valor observado depende da intercessão do observador, as interpretações do tipo Copenhagen às vezes são chamadas de "subjetivas". Este termo é rejeitado por muitos Copenhagenists porque o processo de observação é mecânico e não depende da individualidade do observador. Wolfgang Pauli, por exemplo, insistiu que os resultados das medições poderiam ser obtidos e registrados por um "aparelho de registro objetivo". Como escreveu Heisenberg,

É claro que a introdução do observador não deve ser incompreendida para implicar que algum tipo de características subjetivas devem ser introduzidas na descrição da natureza. O observador tem, antes, apenas a função de registrar decisões, ou seja, processos no espaço e no tempo, e não importa se o observador é um aparelho ou um ser humano; mas o registro, ou seja, a transição do "possível" para o "actual", é absolutamente necessário aqui e não pode ser omitido da interpretação da teoria quântica.

Nas décadas de 1970 e 1980, a teoria da decoerência ajudou a explicar o aparecimento de realidades quase clássicas emergentes da teoria quântica, mas foi insuficiente para fornecer uma explicação técnica para o aparente colapso da função de onda.

Conclusão por variáveis ocultas?

Em termos metafísicos, a interpretação de Copenhague vê a mecânica quântica como fornecendo conhecimento de fenômenos, mas não como apontando para 'objetos realmente existentes', que considera como resíduos da intuição comum. Isso a torna uma teoria epistêmica. Isso pode ser contrastado com a visão de Einstein, de que a física deveria procurar por "objetos realmente existentes", tornando-se uma teoria ôntica.

Às vezes, a pergunta metafísica é feita: "A mecânica quântica poderia ser estendida adicionando as chamadas "variáveis ocultas" ao formalismo matemático, para convertê-la de uma teoria epistêmica em uma teoria ôntica?" A interpretação de Copenhague responde a isso com um forte 'Não'. Às vezes é alegado, por exemplo, por J.S. Bell, que Einstein se opôs à interpretação de Copenhague porque acreditava que a resposta àquela questão das "variáveis ocultas" foi "sim". Em contraste, Max Jammer escreve "Einstein nunca propôs uma teoria de variável oculta." Einstein explorou a possibilidade de uma teoria das variáveis ocultas e escreveu um artigo descrevendo sua exploração, mas retirou-o da publicação porque sentiu que era defeituoso.

Aceitação entre os físicos

Durante as décadas de 1930 e 1940, as visões sobre a mecânica quântica atribuídas a Bohr e enfatizando a complementaridade tornaram-se comuns entre os físicos. Os livros didáticos da época geralmente mantinham o princípio de que o valor numérico de uma quantidade física não é significativo ou não existe até que seja medido. Físicos proeminentes associados a interpretações do tipo Copenhagen incluem Lev Landau, Wolfgang Pauli, Rudolf Peierls, Asher Peres, Léon Rosenfeld e Ray Streater.

Durante grande parte do século 20, a tradição de Copenhague teve aceitação esmagadora entre os físicos. De acordo com uma pesquisa muito informal (algumas pessoas votaram em interpretações múltiplas) realizada em uma conferência de mecânica quântica em 1997, a interpretação de Copenhague continuou sendo o rótulo mais amplamente aceito que os físicos aplicaram a seus próprios pontos de vista. Resultado semelhante foi encontrado em pesquisa realizada em 2011.

Consequências

A natureza da interpretação de Copenhague é exposta considerando uma série de experimentos e paradoxos.

Gato de Schrödinger

Este experimento mental destaca as implicações que a aceitação da incerteza no nível microscópico tem em objetos macroscópicos. Um gato é colocado em uma caixa lacrada, com sua vida ou morte dependente do estado de uma partícula subatômica. Assim, uma descrição do gato durante o experimento - tendo sido emaranhado com o estado de uma partícula subatômica - torna-se um "borrão" de "gato vivo e morto" Mas isso não pode ser preciso porque implica que o gato está realmente morto e vivo até que a caixa seja aberta para verificá-lo. Mas o gato, se sobreviver, só se lembrará de estar vivo. Schrödinger resiste a "aceitar tão ingenuamente como válido um 'modelo borrado' para representar a realidade." Como pode o gato estar vivo e morto?

Nas vistas do tipo Copenhague, a função de onda reflete nosso conhecimento do sistema. A função de onda (|morto.)) +|vivo)) )/2(|{text{dead}}rangle +|{text{alive}}rangle)/{sqrt {2}}} significa que, uma vez que o gato é observado, há 50% de chance que ele estará morto, e 50% de chance será vivo. (Algumas versões da interpretação de Copenhague rejeitam a ideia de que uma função de onda pode ser atribuída a um sistema físico que atende à definição diária de "cat"; nesta visão, a descrição quântica-mecânica correta do sistema cat-and-particle deve incluir uma regra de superseleção.)

Amigo de Wigner

"O amigo de Wigner" é um experimento de pensamento destinado a tornar o gato de Schrödinger mais marcante envolvendo dois seres conscientes, tradicionalmente conhecido como Wigner e seu amigo. (Na literatura mais recente, eles também podem ser conhecidos como Alice e Bob, por convenção de descrever protocolos na teoria da informação.) Wigner coloca seu amigo com o gato. O observador externo acredita que o sistema está em estado (|morto.)) +|vivo)) )/2(|{text{dead}}rangle +|{text{alive}}rangle)/{sqrt {2}}}. No entanto, seu amigo está convencido de que o gato está vivo, ou seja, para ele, o gato está no estado |vivo)) |{text{alive}}rangle }. Como Wigner e seu amigo podem ver diferentes funções de onda?

Em uma visão heisenbergiana, a resposta depende do posicionamento do corte de Heisenberg, que pode ser colocado arbitrariamente (pelo menos de acordo com Heisenberg, embora não com Bohr). Se o amigo de Wigner estiver posicionado do mesmo lado do corte que o observador externo, suas medições colapsam a função de onda para ambos os observadores. Se ele estiver posicionado do lado do gato, sua interação com o gato não é considerada uma medida. Diferentes interpretações do tipo Copenhague assumem posições diferentes sobre se os observadores podem ser colocados no lado quântico do corte.

Experiência de fenda dupla

Na versão básica deste experimento, uma fonte de luz, como um feixe de laser, ilumina uma placa perfurada por duas fendas paralelas, e a luz que passa pelas fendas é observada em uma tela atrás da placa. A natureza ondulatória da luz faz com que as ondas de luz que passam pelas duas fendas interfiram, produzindo faixas claras e escuras na tela – um resultado que não seria esperado se a luz consistisse em partículas clássicas. No entanto, a luz é sempre absorvida na tela em pontos discretos, como partículas individuais (não ondas); o padrão de interferência aparece por meio da densidade variável dessas partículas atingidas na tela. Além disso, versões do experimento que incluem detectores nas fendas descobrem que cada fóton detectado passa por uma fenda (como faria uma partícula clássica), e não por ambas as fendas (como faria uma onda). No entanto, tais experimentos demonstram que as partículas não formam o padrão de interferência se for detectado por qual fenda elas passam.

De acordo com o princípio de complementaridade de Bohr, a luz não é uma onda nem um fluxo de partículas. Um experimento particular pode demonstrar comportamento de partícula (passando por uma fenda definida) ou comportamento de onda (interferência), mas não ambos ao mesmo tempo.

O mesmo experimento pode, em teoria, ser realizado com qualquer sistema físico: elétrons, prótons, átomos, moléculas, vírus, bactérias, gatos, humanos, elefantes, planetas, etc. realizado para luz, elétrons, buckminsterfulereno e alguns átomos. Devido à pequenez da constante de Planck é praticamente impossível realizar experimentos que revelem diretamente a natureza ondulatória de qualquer sistema maior que alguns átomos; mas, em geral, a mecânica quântica considera toda a matéria como possuindo comportamentos tanto de partícula quanto de onda. Sistemas maiores (como vírus, bactérias, gatos, etc.) são considerados como sistemas "clássicos" uns, mas apenas como uma aproximação, não exatamente.

Paradoxo de Einstein-Podolsky-Rosen

Este experimento mental envolve um par de partículas preparadas no que os autores posteriores chamariam de estado emaranhado. Em um artigo de 1935, Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen apontaram que, nesse estado, se a posição da primeira partícula fosse medida, o resultado da medição da posição da segunda partícula poderia ser previsto. Se, em vez disso, o momento da primeira partícula fosse medido, então o resultado da medição do momento da segunda partícula poderia ser previsto. Eles argumentaram que nenhuma ação tomada na primeira partícula poderia afetar instantaneamente a outra, já que isso envolveria a transmissão de informações mais rápido que a luz, o que é proibido pela teoria da relatividade. Eles invocaram um princípio, mais tarde conhecido como o "critério EPR da realidade", postulando que, "Se, sem perturbar de forma alguma um sistema, podemos prever com certeza (ou seja, com probabilidade igual a unidade) o valor de uma quantidade física, então existe um elemento de realidade correspondente a essa quantidade". A partir disso, eles inferiram que a segunda partícula deve ter um valor definido de posição e momento antes de serem medidos.

A resposta de Bohr ao artigo do EPR foi publicada na Physical Review no mesmo ano. Ele argumentou que a EPR havia raciocinado falaciosamente. Como as medidas de posição e de momento são complementares, a escolha de medir uma exclui a possibilidade de medir a outra. Consequentemente, um fato deduzido em relação a um arranjo de aparato de laboratório não poderia ser combinado com um fato deduzido por meio do outro e, portanto, a inferência de valores predeterminados de posição e momento para a segunda partícula não era válida. Bohr concluiu que os "argumentos de EPR não justificam sua conclusão de que a descrição quântica acaba sendo essencialmente incompleta".

Críticas

Incompletude e indeterminismo

Niels Bohr e Albert Einstein, retratados aqui na casa de Paul Ehrenfest em Leiden (dezembro de 1925), tiveram uma longa disputa colegial sobre o que a mecânica quântica implicava para a natureza da realidade.

Einstein foi um dos primeiros e persistentes críticos da escola de Copenhague. Bohr e Heisenberg defenderam a posição de que nenhuma propriedade física poderia ser entendida sem um ato de medição, enquanto Einstein se recusava a aceitar isso. Abraham Pais relembrou uma caminhada com Einstein quando os dois discutiram a mecânica quântica: “Einstein parou de repente, virou-se para mim e perguntou se eu realmente acreditava que a lua só existia quando eu a olhava”. Embora Einstein não duvidasse de que a mecânica quântica era uma teoria física correta por fornecer previsões corretas, ele sustentou que não poderia ser uma teoria completa. O produto mais famoso de seus esforços para argumentar a incompletude da teoria quântica é o experimento mental de Einstein-Podolsky-Rosen, que pretendia mostrar que propriedades físicas como posição e momento têm valores mesmo que não sejam medidos. O argumento do EPR geralmente não era persuasivo para outros físicos.

Carl Friedrich von Weizsäcker, enquanto participava de um colóquio em Cambridge, negou que a interpretação de Copenhague afirmasse "O que não pode ser observado não existe". Em vez disso, ele sugeriu que a interpretação de Copenhague segue o princípio "O que é observado certamente existe; sobre o que não é observado, ainda somos livres para fazer suposições adequadas. Usamos essa liberdade para evitar paradoxos."

Einstein também estava insatisfeito com o indeterminismo da teoria quântica. Com relação à possibilidade de aleatoriedade na natureza, Einstein disse que estava "convencido de que Ele [Deus] não joga dados". Bohr, em resposta, teria dito que "não cabe a nós dizer a Deus como ele deve governar o mundo".

A "divisão astuta"

Muitas críticas às interpretações do tipo Copenhague se concentraram na necessidade de um domínio clássico onde observadores ou dispositivos de medição possam residir e na imprecisão de como a fronteira entre o quântico e o clássico pode ser definida. John Bell chamou isso de "divisão astuciosa". Como normalmente retratado, as interpretações do tipo Copenhague envolvem dois tipos diferentes de evolução do tempo para funções de onda, o fluxo determinístico de acordo com a equação de Schrödinger e o salto probabilístico durante a medição, sem um critério claro para quando cada tipo se aplica. Por que esses dois processos diferentes deveriam existir, quando os físicos e os equipamentos de laboratório são feitos da mesma matéria que o resto do universo? E se houver alguma divisão, onde ela deve ser colocada? Steven Weinberg escreve que a apresentação tradicional não dá "nenhuma maneira de localizar a fronteira entre os reinos nos quais [...] a mecânica quântica se aplica ou não".

O problema de pensar em termos de medições clássicas de um sistema quântico torna-se particularmente agudo no campo da cosmologia quântica, onde o sistema quântico é o universo. Como um observador fica fora do universo para medi-lo, e quem estava lá para observar o universo em seus estágios iniciais? Os defensores das interpretações do tipo Copenhague contestaram a seriedade dessas objeções. Rudolf Peierls observou que "o observador não precisa ser contemporâneo do evento"; por exemplo, estudamos o universo primitivo por meio da micro-ondas cósmica de fundo e podemos aplicar a mecânica quântica a isso tão bem quanto a qualquer campo eletromagnético. Da mesma forma, Asher Peres argumentou que os físicos estão, conceitualmente, fora desses graus de liberdade que a cosmologia estuda, e aplicar a mecânica quântica ao raio do universo enquanto negligencia os físicos nele não é diferente de quantizar a eletricidade corrente em um supercondutor enquanto negligencia os detalhes em nível atômico.

Você pode objetar que há apenas um universo, mas do mesmo modo há apenas um SQUID no meu laboratório.

E. T. Jaynes, um defensor da probabilidade bayesiana, argumentou que a probabilidade é uma medida de um estado de informação sobre o mundo físico e, portanto, considerá-la um fenômeno físico seria um exemplo de falácia de projeção mental. Jaynes descreveu o formalismo matemático da física quântica como "uma mistura peculiar que descreve em parte realidades da natureza, em parte informações humanas incompletas sobre a natureza - tudo misturado por Heisenberg e Bohr em uma omelete que ninguém viu como desembaralhar". 34;.

Alternativas

A interpretação do conjunto é semelhante; oferece uma interpretação da função de onda, mas não para partículas individuais. A interpretação consistente das histórias se anuncia como "Copenhague bem feito". Mais recentemente, interpretações inspiradas pela teoria da informação quântica como o QBism e a mecânica quântica relacional atraíram apoio.

Sob o realismo e o determinismo, se a função de onda for considerada ontologicamente real e o colapso for totalmente rejeitado, resulta uma interpretação de muitos mundos. Se o colapso da função de onda também for considerado ontologicamente real, obtém-se uma teoria objetiva do colapso. A mecânica bohmiana mostra que é possível reformular a mecânica quântica para torná-la determinística, ao preço de torná-la explicitamente não-local. Atribui não só uma função de onda a um sistema físico, mas também uma posição real, que evolui de forma determinística sob uma equação orientadora não local. A evolução de um sistema físico é sempre dada pela equação de Schrödinger junto com a equação orientadora; nunca há um colapso da função de onda. A interpretação transacional também é explicitamente não local.

Alguns físicos adotaram pontos de vista no "espírito de Copenhague" e então passou a defender outras interpretações. Por exemplo, David Bohm e Alfred Landé escreveram livros didáticos que apresentaram ideias na tradição de Bohr-Heisenberg e, posteriormente, promoveram variáveis ocultas não locais e uma interpretação de conjunto, respectivamente. John Archibald Wheeler começou sua carreira como um "apóstolo de Niels Bohr"; ele então supervisionou a tese de doutorado de Hugh Everett que propôs a interpretação de muitos mundos. Depois de apoiar o trabalho de Everett por vários anos, ele começou a se distanciar da interpretação de muitos mundos na década de 1970. No final da vida, ele escreveu que, embora a interpretação de Copenhague possa ser chamada de "o nevoeiro do norte", ela "continua sendo a melhor interpretação do quantum que temos".

Outros físicos, embora influenciados pela tradição de Copenhague, expressaram frustração com a forma como ela considerava o formalismo matemático da teoria quântica como dado, em vez de tentar entender como ela poderia surgir de algo mais fundamental. Essa insatisfação tem motivado novas variantes interpretativas, bem como trabalhos técnicos em fundamentos quânticos. Os físicos que sugeriram que a tradição de Copenhague precisa ser construída ou ampliada incluem Rudolf Haag e Anton Zeilinger.