¿Por qué se sigue enseñando el colapso de la función de onda en la mecánica cuántica?

Question

No entiendo muy bien por qué se sigue enseñando el colapso de la función de onda cuando parece que hoy en día disponemos de mejores interpretaciones de la QM.

Durante el desarrollo inicial de la mecánica cuántica, el problema de la medición fue un tema muy debatido, que dio lugar a la aceptación general de la llamada interpretación de Copenhague. Los dos principales problemas que plantea son

• No está claro qué define físicamente una observación.
• Hay una cierta interacción más rápida que la luz, aunque esto no incluye el viaje más rápido que la luz de la información.

Además, la idea de que el universo es no determinista no era atractiva para algunos, por ejemplo para Einstein.

Desde 1957 tenemos el " Muchos mundos "La interpretación de QM que resuelve estos dos problemas, hace que QM sea determinista de nuevo y da una interpretación (IMO) mucho más física. El nombre original que Hugh Everett dio a su teoría es "Interpretación de la Correlación", que en realidad me parece más claro. Quizás "Enredo del Observador" sería aún más natural en el lenguaje actual.

Esta teoría fue primero ignorada en su mayor parte, e incluso ahora parece que sigue sin recibir la atención que merece. ¿Por qué los profesores suelen seguir enseñando el colapso de la función de onda, con todos sus defectos, cuando enseñan QM?

Answer 1

1. Hay muchas interpretaciones, y aunque hay buenos argumentos a favor de una u otra, actualmente no se distinguen experimentalmente. Por ello, a menudo se considera prudente dejar la cuestión de cuál es la mejor interpretación al campo de la filosofía, y centrarse en un curso de física en los aspectos falsables de la teoría. El campo de las interpretaciones cuánticas es demasiado profundo para hacer justicia al tema en un curso ordinario de mecánica cuántica.

2. La "Interpretación de Copenhague" no está muy bien definida, pero dado el punto nº 1, tiene varias ventajas sobre las demás. Una es la inercia histórica, pero lo más importante es su minimalismo e instrumentalismo. En su "versión de libro de texto", evita posicionarse sobre los aspectos filosóficos de la teoría y se centra en el cálculo. A menudo se asocia con el mantra "¡Cállate y calcula!". El "colapso" de la función de onda no se toma demasiado literalmente como un proceso dinámico, sino simplemente como una herramienta de cálculo. Los libros de texto y los cursos de cuántica no suelen insistir en la filosofía de Bohr o Heisenberg, sino que dejan la interpretación abierta a la preferencia de los estudiantes si la buscan a través de otros recursos.

3. Los problemas filosóficos de la interpretación, como la descripción del aparato experimental o del observador desde el punto de vista de la mecánica cuántica, no son actualmente un problema para ningún físico en activo.

Answer 2

Así que nos enseñan el colapso en la escuela, aunque no hay pruebas experimentales del colapso. No crees que esto sea bueno.

Sugieres que se nos enseñen muchos mundos en su lugar, aunque no hay evidencia experimental de muchos mundos. ¿Por qué es mejor?

Yo diría que no hay una interpretación generalmente aceptada de la teoría cuántica (la mera existencia de numerosas interpretaciones parece ser una prueba de ello). Entonces, ¿qué interpretación debería enseñarse en la escuela? No lo sé. Pero, ¿hay que cambiar una interpretación insatisfactoria por otra insatisfactoria?

Puedes creer que muchos mundos es una interpretación satisfactoria. Según algunas encuestas, la mayoría de los físicos no están a favor de los muchos mundos. Por lo tanto, no es obvio que se deba enseñar a los estudiantes los muchos mundos. ¿Hay que enseñarles el colapso? No lo creo, no sin advertencias.

Una respuesta corta a su pregunta sería "porque la educación tiene mucha inercia", y no es obvio que esto sea algo malo.

Answer 3

Cuando algo se enseña de una manera determinada en los libros de texto, tienen que ocurrir dos cosas para que eso cambie:

1. Los principales profesionales del sector tienen que estar de acuerdo en que el nuevo enfoque es mejor, y empezar a utilizarlo de forma casi universal en sus trabajos de investigación.

2. El nuevo enfoque se filtra gradualmente en los libros de texto de posgrado, luego en los de grado superior, en los de primer año y en los de divulgación.

Un ejemplo de este proceso es la sustitución de la masa relativista por la masa invariante, que sigue en marcha después de varias décadas.

En el caso de MWI frente a Copenhague, el paso nº 1 aún no se ha dado y probablemente nunca se dará. En casi todas las aplicaciones, la elección de uno u otro no supone ninguna diferencia, ni siquiera estética. La MWI también se presenta en una variedad de sabores; algunas personas hablan de mediciones y división de mundos, mientras que otras encuentran esos conceptos erróneos o poco útiles. Mi propia opinión (que ha evolucionado a medida que he aprendido más sobre el tema) es que la MWI es estéticamente preferible, pero que si queremos explicar por qué la medición parece funcionar de la manera en que lo hace, en última instancia, probablemente deberíamos hablar de cosas como la decoherencia, y entonces la forma en que las mediciones parecen funcionar surge como una aproximación. (Y la aproximación puede ser mala si el dispositivo de medición es mesoscópico.) Personalmente, utilizo el lenguaje de la MWI al hablar con mis estudiantes sobre la QM, pero no creo que sea incorrecto utilizar Copenhague. La mayoría de los textos de primer año ni siquiera hablan de estas cuestiones, por ejemplo, el colapso ni siquiera se menciona.

Lo que sí me parece criticable es que en los textos de la división superior se presente a Copenhague como si fuera la única forma de ver las cosas, y sin nombrarla explícitamente como la interpretación de Copenhague.