¿Qué significa realmente "relación causal" o "causas"?

Question

En otro hilo, un usuario afirmó lo siguiente sobre los acontecimientos que preceden o siguen a otros acontecimientos:

Sin embargo, si los dos sucesos están conectados causalmente ("el suceso A causa el suceso B"), el orden causal se mantiene (es decir, "el suceso A precede al suceso B") en todos los marcos de referencia.

Mi pregunta es qué significa realmente "conectado causalmente". ¿Qué significa "causas"? Además, dado que sabemos que podemos tener efectos instantáneos en procesos cuánticos típicos (por ejemplo, voltear el polarizador, efecto sobre otro a años luz de lectura, aunque no podamos transmitir información útil con ello), ¿no constituye eso "causar" a efectos de esta afirmación?

Answer 1

Además, dado que sabemos que podemos tener efectos instantáneos en procesos cuánticos típicos (por ejemplo, voltear el polarizador, efecto sobre otro a años luz de lectura, aunque no podamos transmitir información útil con ello), ¿no constituye eso "causar" a efectos de esta afirmación?

Correcto, eso no constituye una "causa" en este contexto. Por la misma razón yo no llamaría a este tipo de cosas un "efecto". En realidad es sólo una correlación.

En general, la causalidad es justo lo que se piensa: si un suceso A provoca un suceso B, significa que el estado físico en (lugar,tiempo) B tiene cierta dependencia lógica/matemática del estado físico en (lugar,tiempo) A, de forma que lo que ocurre en A influye en lo que ocurre en B. La forma en que se expresa esa dependencia depende de la teoría física que se utilice. En la mecánica clásica, la dependencia existe si una partícula puede viajar de A a B. En la teoría cuántica de campos, la dependencia existe si los operadores cuánticos de A y B no conmutan entre sí. Y así sucesivamente. Las expresiones matemáticas exactas pueden resultar un poco técnicas si no estás familiarizado con las teorías, pero todas expresan la misma idea subyacente.

Answer 2

La idea de que hay efectos instantáneos del tipo que describes es errónea. Supone erróneamente que si los resultados de las mediciones están descritos por variables estocásticas. Dada esa falsa suposición esas variables tienen que ser no locales para reproducir las correlaciones predichas por la mecánica cuántica. La mecánica cuántica no es una teoría sobre variables estocásticas clásicas. Más bien, las magnitudes físicas que describen la evolución de un sistema cuántico son operadores hermitianos que evolucionan de forma totalmente local:

http://xxx.lanl.gov/abs/quant-ph/9906007

http://arxiv.org/abs/1109.6223

Estos operadores describen la realidad física como una estructura más compleja que el universo descrito por la física clásica que, en algunas aproximaciones, se asemeja a múltiples versiones no interactivas del mundo descrito por la física clásica.

Para cada medición habrá dos versiones del aparato de medición después de la medición. Una de las versiones del aparato de medición registrará el giro hacia arriba y la otra, el giro hacia abajo. Cuando se realiza una medición conjunta de los registros de cada resultado, éstos se correlacionan.

En la mecánica cuántica, la causalidad se describe mediante los patrones de dependencia entre los observables de la imagen de Heisenberg y estos patrones no cambian con los cambios del marco de referencia.