Los «hechos» en mecánica cuántica dependen del observador

El resultado de una medida de un sistema cuántico se puede considerar un «hecho» observado. ¿Son estos «hechos» independientes del observador? No, en mecánica cuántica todo «hecho» depende del observador. Caslav Brukner (Univ. Viena, Austria) demostró un teorema no-go que así lo afirma y propuso un experimento de tipo Bell inspirado en el amigo de Wigner para comprobarlo. Alessandro Fedrizzi (Univ. Heriot-Watt, Edimburgo, Reino Unido) y sus colegas han realizado este experimento con fotones, que toman el papel de los dos superobservadores (los dos Wigner) y de los dos observadores (los dos amigos de Wigner). Así se ha verificado de forma experimental el teorema de Brukner (como no podía ser de otra forma si suponemos que la mecánica cuántica describe nuestro universo). Como hubiera dicho Einstein, si el experimento hubiera contradicho el teorema, no hubiera fallado el teorema, sino el experimento.

Por supuesto, como todos los experimentos de tipo Bell, no está libre de todas las posibles lagunas (o resquicios). La desigualdad CHSH (por Clauser–Horne–Shimony–Holt) afirma que la probabilidad conjunta de los resultados de las cuatro medidas (dos de los observadores y dos de los superobservadores) debe ser menor que 2 (si existe una teoría clásica local subyacente descrita mediante variables ocultas que explica el resultado). Las medidas experimentales (tras estudiar las 64 configuraciones posibles en 1794 repeticiones tras 360 horas de trabajo) ofrecen un valor de 2.416 ± 0.075, una violación de la desigualdad CHSH a más de cinco sigmas (desviaciones estándar). Un resultado rotundo donde los haya (aunque siempre en Física habrá que esperar a que sea repetido de forma independiente). Los «hechos» (resultados de las medidas cuánticas) son dependientes del observador.

El artículo es Massimiliano Proietti, Alexander Pickston, …, Alessandro Fedrizzi, “Experimental rejection of observer-independence in the quantum world,” arXiv:1902.05080 [quant-ph]; el teorema no-go y el experimento mental es publicó en Caslav Brukner, “A no-go theorem for observer-independent facts,” Entropy 20: 350 (2018), doi: 10.3390/e20050350, arXiv:1804.00749 [quant-ph]. En la tertulia del podcast Coffee Break: Señal y Ruido se habló de este tema (LCMF, 01 Mar 2019) al hilo de los «hechos alternativos» en el titular de la pieza de Anil Ananthaswamy, “Quantum experiment suggests there really are ‘alternative facts’,” New Scientist, 22 Feb 2019.

La presentación detallada de un experimento de tipo Bell requiere usar matemáticas. Sin ellas, los razonamientos parecen pura «magia cuántica». Debo empezar recomendando la lectura del libro de John S. Bell, «Lo decible y lo indecible en mecánica cuántica», Alianza Editorial (1991). Solo tras acostumbrarse a los experimentos de tipo Bell más sencillos se pueden entender los más refinados publicados muchasdécadas más tarde. Como dice la reseña de Carlos Sabín Lestayo, «Confusión cuántica. Tópicos peligrosos en la divulgación de la física cuántica», Investigación y Ciencia (Feb 2019) [reseña gratuita], mucha gente afirma que no se entiende la mecánica cuántica al hilo de la célebre boutade de Richard Feynman: «Creo que puedo decir con seguridad que nadie entiende la mecánica cuántica». «Las malas citas, sacadas de contexto y sin conocer la fuente original, son una de las plagas de nuestros tiempos. [Siendo] cierto que Feynman pronunció esas palabras, ¿seguro que quería decir lo que parece que quería decir? Si saben inglés, pongan «Richard Feynman, why» en YouTube y prepárense a disfrutar durante siete minutos».

En el experimento del amigo de Wigner intervienen un superobservador (Wigner), capaz de realizar medidas cuánticas sobre sistemas macroscópicos (todo el laboratorio que contiene a su amigo y un cúbit) y un observador (el amigo de Wigner) que solo es capaz de realizar medidas cuánticas sobre sistemas microscópicos. Wigner lo ignora, pero su amigo ha realizado una medida cuántica sobre el cúbit, ha anotado que lo ha hecho en una carta sin indicar el resultado y se la ha enviado por correo a Wigner. Wigner para conocer el estado del cúbit aplica una operación cuántica al laboratorio que borra el estado de la memoria de su amigo y realiza una medida del estado conjunto. Antes de leer la nota, Wigner usa el resultado de su medida para inferir el valor del cúbit. Sin embargo, un día después, tras leer la nota, descubre que su cálculo está mal y que si su amigo ha realizado la medida, su predicción original está en contradicción con lo que ha podido medir el amigo. ¿La mecánica cuántica es incoherente? No, todo lo contrario, tras conocer la nota Wigner debe reevaluar el resultado de su experimento. Si lo hace siguiendo las leyes de la mecánica cuántica, su resultado será compatible con la observación del amigo.

Sean Wigner y su amiga (sigo el dibujo de Brukner); sea el sistema cuántico medido un espín ( $S$ ). La amiga realiza una medida cuántica en la dirección del eje $z$ del espín $S$ que ha sido preparado en el estado $|x+\rangle_S=\frac{1}{\sqrt2}(|z+\rangle_S+|z-\rangle_S)$ . El estado del espín se proyecta y la amiga registra en su memoria el valor obtenido, sea ↑ (hacia arriba) o ↓ (hacia abajo); además, escribe una carta que envía a Wigner por correo. Ignorando lo todo que ha ocurrido en el interior del laboratorio, Wigner asume que ha evolucionado de forma unitaria. Los posibles estados del espín $|z+\rangle_S$ y $|z-\rangle_S$ se suponen que están asociados a los estados de la amiga y de todo el laboratorio, aunque estos sean macroscópicos, resultando dos estados ortogonales $|F_{z+}\rangle_F$ y $|F_{z-}\rangle_F$ . Así el estado del sistema compuesto por el espín, el amigo y el laboratorio es

$|\Phi\rangle_{SF}= \frac{1}{\sqrt2} \left(|z+\rangle_S|F_{z+}\rangle_F+|z-\rangle_S|F_{z-}\rangle_F \right)$ .

Siendo un superobservador, Wigner puede realizar una medida tipo Bell de este sistema macroscópico en la base

$|\Phi^{\pm}\rangle_{SF}=\frac{1}{\sqrt2} \left(|z+\rangle_S|F_{z+}\rangle_F \pm |z-\rangle_S|F_{z-}\rangle_F \right)$ ,

$|\Psi^{\pm}\rangle_{SF}=\frac{1}{\sqrt2} \left(|z+\rangle_S|F_{z-}\rangle_F \pm |z-\rangle_S|F_{z+}\rangle_F \right)$ .

La medida arrojará un resultado que permitirá a Wigner predecir en qué estado está el espín. Pero Wigner no sabe que su amiga le ha enviado una carta; cuando la recibe se da cuenta de que el estado del sistema macroscópico es

$|\Phi\rangle_{SFM}= \frac{1}{\sqrt2} \left(|z+\rangle_S|F_{z+}\rangle_F+|z-\rangle_S|F_{z-}\rangle_F \right)|$ carta con mensaje: he medido $\rangle_M$ .

Ahora se da cuenta de que su inferencia anterior del estado del espín a partir del resultado de su medida es incorrecta. Como experto en mecánica cuántica, revisará sus cálculos. Los «hechos» para Wigner (resultados de sus medidas) y los «hechos» para su amiga (resultados de las de ella) han coexistido (hasta que Wigner recibió la carta) como «hechos» dependientes del observador. Solo tras la recepción de la carta y la reevaluación del significado de los resultados sobre el estado del espín estos «hechos» se consensúan y adquieren la propiedad de ser «hechos» sobre el espín independientes del observador.

Este experimento se puede complicar si contamos con dos Wigner (superobservadores) y dos amigos de Wigner (observadores). Y más aún, si tenemos en cuenta el orden temporal en el que se realizan las medidas cuánticas. Así llegamos a un experimento engorroso de analizar en el que es muy fácil perder el hilo y acabar realizando operaciones matemáticas en contra de los postulados de la mecánica cuántica. Por ejemplo, suponer que la evolución es unitaria tras una medida, como si no hubiera ocurrido una proyección del estado (el mal llamado colapso). Ya te puse un buen ejemplo en «El error del artículo de Frauchiger y Renner sobre la inconsistencia de la mecánica cuántica», LCMF, 29 Oct 2018; en rigor tendría que haber titulado «incoherencia», evitando el anglicismo «inconsistencia», un falso amigo bien conocido). Si todas las medidas son unitarias (ninguna tiene proyección el estado), o si todas las medidas incluyen una proyección del estado (ninguna es unitaria), el resultado siempre está de acuerdo con la mecánica cuántica y no hay ningún tipo de incoherencia. Pero si seguimos los cálculos realizados por Frauchiger y Renner al pie de la letra, con medidas que a veces proyectan el estado y que otras veces no lo proyectan, aparece una incoherencia. Pero su origen no es la incoherencia de la mecánica cuántica, como ellos afirman y los medios cacarean, sino la incoherencia del análisis realizado por Frauchiger y Renner.

El teorema no-go de Brukner afirma que no existen hechos independientes del observador. En concreto, se demuestra que las cuatro afirmaciones siguientes son contradictorias: (1) la teoría cuántica es válida (en nuestro universo y a todas las escalas); (2) las medidas cuánticas de los observadores son locales (no se propaga información entre observadores más rápido que la velocidad de la luz en el vacío); (3) el universo no es superdeterminista (los observadores tienen libre albedrío a la hora de preparar el estado de sus sistemas de medida); y (4) los «hechos» (resultados de las medidas registrados en memorias físicas) son independientes del observador. Como todo físico que acepta la mecánica cuántica considera que las tres primeras afirmaciones son incuestionables, la conclusión es que todos los «hechos» son dependientes del observador.

Para confirmar su teorema de forma experimental, Brukner nos propone el experimento ilustrado en esta figura, con dos Wigner (superobservadores) llamados Alicia y Berto, y dos amigos (observadores) llamados Carlos y Débora. Entre los dos laboratorios hay generador de una pareja de espines entrelazados que se envían hacia Carlos, sea $S_1$ , y hacia Débora, sea $S_2$ . El estado inicial de la pareja de espines es

$|\psi\rangle_{S_1S_2}=-\sin\frac{\theta}{2} |\phi^+\rangle_{S_1S_2}+\cos\frac{\theta}{2} |\psi^-\rangle_{S_1S_2}$ ,

donde

$|\phi^+\rangle_{S_1S_2} = \frac{1}{\sqrt{2}} (|z+\rangle_{S_1}|z+\rangle_{S_2} + |z-\rangle_{S_1}|z-\rangle_{S_2})$ ,

$|\psi^-\rangle_{S_1S_2} = \frac{1}{\sqrt{2}} (|z+\rangle_{S_1}|z-\rangle_{S_2} - |z-\rangle_{S_1}|z+\rangle_{S_2})$ .

En ángulo $\theta$ , con el que Débora ha rotado en el eje $y$ el espín, se introduce como parámetro libre cuyo valor óptimo maximizará el incumplimiento de la desigualdad de tipo Bell. Para los superobservadores, Alicia y Berto, el estado de los espines que se encuentran dentro de los laboratorios de Carlos y Débora se describe por

$|\Psi_0\rangle= |\psi\rangle_{S_1S_2} |0\rangle_C |0\rangle_D$ ,

Carlos y Débora realizarán una medida de sus respectivos espines a lo largo del eje $z$ ; aunque proyectan el estado de dicho espín, a los ojos ignorantes de Alicia y Berto los espines han evolucionado de forma unitaria, sin proyección del estado. Por tanto, para ellos

$|\tilde{\Psi}\rangle =-\sin\frac{\theta}{2} |\Phi^+\rangle + \cos\frac{\theta}{2} |\Psi^-\rangle$ ,

donde

$|\Phi^+\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} (|A_{up}|B_{up}\rangle + |A_{down}\rangle|B_{down}\rangle)$ ,

$|\Psi^-\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} (|A_{up}\rangle |B_{down}\rangle - |A_{down}\rangle |B_{up}\rangle )$ ,

$|A_{up}\rangle=|z+\rangle_{S_1}|C_{z+}\rangle_{C},\qquad |B_{up}\rangle=|z+\rangle_{S_2}|D_{z+}\rangle_{D}$ ,

$|A_{down}\rangle=|z-\rangle_{S_1}|C_{z-}\rangle_{C}, \qquad |B_{down}\rangle =|z-\rangle_{S_2}|D_{z-}\rangle_{D}$ .

Se definen los resultados observados para los espines en los ejes $z$ y $x$ para Alicia como

$A_z=|A_{up}\rangle\langle A_{up}|-|A_{down}\rangle\langle A_{down}|$ ,

$A_x=|A_{up}\rangle\langle A_{down}|+|A_{down}\rangle\langle A_{up}|$ ,

y los análogos $B_z$ y $B_x$ para Berto. En este experimento de tipo Bell habrá dos elecciones (haciendo uso de su «libre albedrío»), la de Alicia entre $A_1=A_z$ y $A_2=A_x$ , y la de Berto entre $B_1=B_z$ y $B_2=B_x$ ; en un experimento tipo amigo de Wigner estas elecciones corresponden a elegir entre los resultados de los amigos ( $A_1$ y $B_1$ ) y de los Wigner ( $A_2$ y $B_2$ ).

La desigualdad de tipo Bell para este experimento será de tipo Clauser-Horne-Shimony-Holt (CHSH). Por tanto, relacionará la probabilidad conjunta $p(A_1,A_2,B_1,B_2)$ con las probabilidades marginales

$p(A_1,B_1) =\sum_{A_2,B_2=-1,1} p(A_1,A_2,B_1,B_2)$ ,

$\langle A_1 B_1 \rangle = \sum_{A_1,B_1=-1,1} A_1 B_1 p(A_1, B_1)$ ,

y de forma similar en los otros casos, donde se han tomado valores numéricos para $A_1$ , $A_2$ , $B_1$ , y $B_2$ en $\{+1,-1\}$ . Asumiendo la existencia de una teoría clásica de variables ocultas subyacente, es decir, que las probabilidades están regidas por una teoría clásica de la probabilidad, un cálculo engorroso, pero estándar, permite obtener la desigualdad CHSH dada por

$S = \langle A_1B_1 \rangle + \langle A_1B_2 \rangle+\langle A_2B_1 \rangle-\langle A_2B_2 \rangle\leq 2$ .

El cálculo cuántico, es decir, que usa amplitudes de probabilidad en lugar de probabilidades, conduce a una cota superior diferente $S_Q(\theta)$ . Se valor máximo, para $\theta=\pi/4$ , está dado por $S_Q= 2\sqrt{2}$ . Nótese lo obvio, que la mecánica cuántica incumple la desigualdad CHSH, dado que $2\sqrt{2} > 2$ .

Esta figura muestra el esquema experimental de la implementación óptica de Proietti y sus colegas del experimento mental de Brukner. En lugar de humanos se usan fotones como observadores y superobservadores, y también en lugar de los dos espines. En rigor la mecánica cuántica permite que el observador sea una sistema cuántico; lo único que caracteriza al observador es disponer de una memoria en la que se almacene el resultado de la medida (es decir, la capacidad de generar un «hecho»; los filósofos que lean esto sabrán que hay otras definiciones del término «hecho», pero nos alejaría de nuestro objetivo discutirlas). Gracias a ello se puede implementar un superobservador capaz de observar un observador, es decir, un sistema cuántico capaz de medir a un sistema cuántico capaz de medir a un sistema cuántico. En algunos foros de la web se ha criticado que en este experimento todos los sistemas cuánticos sean fotones; se sugiere que una implementación más rigurosa exige que el sistema observado, los observadores y los superobservadores sean sistemas físicos diferentes. En rigor es innecesario, lo que no quitará que un futuro muy cercano se logre dicha implementación. Usando solo fotones todas las operaciones cuánticas se realizan con tecnología fotónica en una mesa óptica, lo que facilita la implementación del experimento, que no es sencillo de realizar, pero que está al alcance de gran número de grupos de investigación en todo el mundo.

En el experimento se han usado tres fuentes de parejas de fotones a 1550 nm entrelazados en polarización (en la figura $S_0$ , $S_A$ y $S_B$ ). Usando tomografía del estado cuántico se ha comprobado su alta fiabilidad, $\mathcal{F}=99.62^{+0.01}_{-0.04}\%$ , alta pureza, $\mathcal{P}=99.34^{+0.01}_{-0.09}\%$ , y buen entrelazamiento, medido con su concurrencia, $\mathcal{C}=99.38^{+0.02}_{-0.10}\%$ . El par de fotones de la fuente $S_0$ se denominan $a$ y $b$ , este último rotado un ángulo adecuado para maximizar el incumplimiento de la desigualdad CHSH.

Carlos (amigo de Alicia) y Débora (amiga de Berto) realizan una medida no destructiva de la polarización de los fotones $a$ y $b$ , resp., que reciben desde $S_0$ . La información de la medida se almacena en el estado de polarización de los fotones $\alpha$ y $\beta$ que reciben de las fuentes $S_A$ y $S_B$ , resp., que actúan como sus memorias de observadores. Los otros fotones de estas fuentes, $\alpha'$ y $\beta'$ son absorbidos (descartados sin que ninguna medida desvele su estado); este descarte se retrasa un tiempo suficiente como para que se realice cuando todo lo demás haya finalizado y no afecte a los demás resultados (salvo que se incumpla la hipótesis de causalidad). Según la perspectiva de Alicia y Berto, los fotones aún no observados de las fuentes $S_0$ , $S_A$ y $S_B$ se encuentran en un estado entrelazado de cuatro fotones. Los detalles matemáticos se encuentran en la información suplementaria del artículo, que recomiendo consultar a los interesados.

Alicia y Berto realizan un medida de observables adecuados sobre dicho estado entrelazado de cuatro fotones, obteniendo los cuatro posibles resultados $A_0$ , $B_0$ , $A_1$ , y $B_1$ . El experimento consiste en repetir el experimento muchas veces para estimar la probabilidad conjunta $P(A_0,A_1,B_0,B_1)$ , que cumplirá la desigualdad CHSH (si el cálculo se realiza con probabilidades clásicas). Esta figura muestra los resultados obtenidos para las estimaciones de las probabilidades marginales (puntos azules), comparándolas con las predicciones teóricas (barras naranjas). El resultado obtenido $S_{\textrm{exp}} = 2.416^{+0.075}_{-0.075}$ , incumple con la desigualdad CHSH con más de cinco desviaciones estándares.

La verificación experimental de un teorema matemático puede parecer irrelevante para un matemático. Pero para el físico sirve como evidencia de que las hipótesis que subyacen a dicho teorema son físicas. Así tenemos evidencia de que los «hechos» (medidas almacenadas en una memoria) son dependientes del observador. Si no lo fueran, o bien se incumplen los axiomas de la mecánica cuántica, o bien el universo es superdeterminista, o bien existe una teoría clásica de variables ocultas no local subyacente que explica la mecánica cuántica. Para un físico en el siglo XXI, la respuesta de consenso es que los «hechos» son dependientes del observador; un filósofo quizás prefiera dedicar una extensa discusión a la falacia de considerar «hechos» los resultados almacenados en la memoria física de un observador, o a la falacia de considerar que un fotón pueda ser un observador, o a cualquier otra cuestión metafísica. Pero un físico del siglo XXI no debería tener dudas sobre estos experimentos de tipo Bell.

27 Comentarios

Pedro Mascarós dice:

5 marzo, 2019 a las 6:21 pm

El tema es que explicado con humanos, cuando decimos que existen dos hechos coexistiendo hasta que llegue cierta información a uno de ellos, la primera sensación es que podría prepararse una paradoja física.

¿Tiene algún sentido explicarlo con humanos?, ¿Se podría alguna vez realizar semejante experimento?

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1. Ramiro Hum-Sah dice:
  
  6 marzo, 2019 a las 2:07 am
  
  Estimado Pedro:
  
  Repetir el experimento usando humanos como observadores en lugar de sistemas cuánticos funciona en principio, por supuesto que es relativamente interesante aumentar la complejidad del experimento pero como bien dice Francis: «En rigor no es necesario».
  
  Podeís comprobar que puedes repetir los argumentos expuestos por Francis haciendo modificaciones menores para introducir «humanos» o sistemas con observables más complicados, por ejemplo:
  
  Para introducir «complejidad» en el mensaje que escribe la amiga de Wigner: Remplazar |Φ>sfm -> |Φ>sf ⊗ U |»Carta con mensaje que he medido»> donde U es un operador que represente «la voluntad» de la amiga de Wigner y que posiblemente cambia el mensaje o algo por el estilo; esto no altera el espíritu del experimento porque el los resultados porque el protocolo con el que Wigner va a inferir el estado |Φ>sf es el mismo. Podrías intentar algo más atrevido como permitir que la amiga de Wigner haga una operación sobre el quibit antes de hacer su medida, de manera que Wigner recibiría |Φ>sfm -> V|Φ>sf ⊗ U |»Carta con mensaje que he medido»> donde V es un operador unitario, pero esto no altera la moraleja del experimento pues tras la medida de la amiga de Wigner el experimento será idéntico, modificar la manera en que Wigner deduce los resultados de las mediciones tampoco produce física nueva.
  
  Como Francis dijo: Lo físicamente relevante de los observadores es su capacidad de almacenar la información de las medidas. Cambiar el dispositivo de almacenamiento no cambiará la física y dotarlo de operaciones cuánticas sobre el sistema cambia el experimento, pero, si usaís las reglas de la mecánica cuántica correctamente en este nuevo contexto, encontrarás acuerdo.
  
  Saludos Pedro.
  
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  1. Pedro Mascarós dice:
    
    6 marzo, 2019 a las 8:48 am
    
    Hombre, Ramiro al rescate, ¡qué lujo! Gracias.
    
    Entonces mi duda dudosa de lego petardo, lo que hace que me reviente la cabeza es: en el caso de que fuera posible llevarlo a cabo con humanos, el hecho de que haya alguien cuya medida que tomó se le borre de la mente por motivo de la información que retoma otra persona, o el hecho de que mientras haya por ahí un tipo haciendo su vida, tal que mientras no lea una carta, va a resultar que su medida fue tan buena como otra, y por lo tanto tenemos por ahí dos hechos de la naturaleza distintos e igualmente válidos ¿tenemos la certeza de que no se van a producir paradojas físicas con la mecánica cuántica en la mano? Por lo que decís tú y Francis infiero que sí, que no habría forma de montar un quilombo tal que se produjera tal paradoja, es decir. igual que con la relatividad especial, donde sabemos que no se producen paradojas físicas aunque observadores distintos constaten hechos distintos.
    
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    1. ozzy dice:
      
      19 junio, 2019 a las 8:43 pm
      
      …y la existencia del observador X entonces depende del observador Y y a su vez (Y) del observador Z (si no hay observador no hay realidad) y ademas se puede considerar al observador como un hecho y entonces este «hecho» necesita a otro «observador» que es un «hecho» entonces no hay spin, carga electrica, ni observadores porque siempre se va a necesitar de un observador que magicamente exista sin otro observador.
      …el detallito, sin hechos no hay observador y sin observadores sin hechos.
      
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2. Francisco R. Villatoro dice:
  
  6 marzo, 2019 a las 10:48 am
  
  Pedro, igual que con el gato de Schrödinger, aplicar operaciones cuánticas unitarias y realizar medidas cuánticas con proyección del estado usando humanos como objetos de estudio es imposible. Requiere enfriar un humano a temperaturas inconcebiblemente pequeñas para que su estado sea cuántico y se puedan alcanzar los niveles energéticos más bajos para realizar experimentos cuánticos con ellos. No solo es imposible con un humano vivo, que moriría en el intento, sino incluso con uno muerto.
  
  En metafísica cuántica se usan humanos (y gatos) porque resulta más fácil de entender para los legos. Ahora mismo ni siquiera ha sido posible realizar un experimento de doble rendija con un virus (aunque algunos lo están intentando para demostrar que se puede hacer con un organismo «vivo» y copar titulares en los medios). Y hacer una medida de tipo Bell con un virus está más allá de lo concebible en este siglo.
  
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  1. Pedro Mascarós dice:
    
    6 marzo, 2019 a las 11:28 am
    
    ooook, gracias, Francis.
    
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  2. Juan Carlos Cacín B. dice:
    
    6 enero, 2023 a las 3:44 pm
    
    Francis no creo que los filósofos especializados en metafísica discutan demasiado el paradigma de que los hechos comprobados a nivel cuántico tantas miles de veces desde Bell y antes, dependen del observador si no al contrario. Si tiramos del hilo desde Platón y el mundo de las ideas que plasman los objetos físicos, creo que toda la controversia determinista tan arraigada, poco a poco será más abierta a aceptar los postulados y pruebas empíricas del campo cuántico, porque permean y cambian por completo toda la visión , a mi entender errónea, del ser como entidad físico-biológica, que forma parte del universo, pero como ser ajeno y objetivo fruto de la casualidad. Un ente físico que en su limitada capacidad de entender la naturaleza, es un mero descriptor de lo que acontece, un espectador irrelevante en el curso de los acontecimientos, sin ningún papel de actor relevante en la » película». Acerca más la respuesta a la pregunta fundamental ,que la física con una visión determinista aún no ha dado en cuanto a : ¿ Qué ente o hecho es el observador?
    
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Paco dice:

5 marzo, 2019 a las 6:26 pm

Aquí el vídeo de Feynman con subtítulos en inglés, para los que sabemos inglés más o menos escrito pero estamos pez con el oído:
https://www.youtube.com/watch?v=uTcuDprmues

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1. Ana dice:
  
  6 marzo, 2019 a las 7:12 pm
  
  Muchas gracias!!!
  
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Hugo Betancoir Alvarez dice:

5 marzo, 2019 a las 7:36 pm

Este teorema demuestra científicamente el experimento de la doble rendija de Thomas Young en 1801, o sea que una particula puede estar en varios lugares a la vez hasta que es observada.

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1. Francisco R. Villatoro dice:
  
  6 marzo, 2019 a las 10:37 am
  
  Hugo, el experimento de la doble rendija de Young es clásico y se explica con la teoría de ondas; no hay partículas en dicho experimento. Otra cosa diferente es el experimento de doble rendija con partículas masivas (algo inconcebible para Young).
  
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Víctor Linares dice:

6 marzo, 2019 a las 12:42 am

Y sin embargo tantos físicos del siglo XXI no solo no los entienden, sino que los desdeñan, y se salen tanto del tiesto como lo hacen los fílósofos. Y es que las preguntas y respuestas que motivan y legitiman la ciencia siguen siendo filosóficas, por mucho que algunas de ellas hayan encontrado posibles respuestas empíricas. Pienso que si muchos de esos físicos que defienden cosas como el superdeterminismo tuvieran una mejor formación filosófica quizas tendrían otra mirada.
Veo esperanzado esfuerzos que tratan de conciliar ciencias y letras, pero solo a traves del arte, la filosofía sigue siendo el punching ball de tantos… Y sin embargo, hasta cuando se ataca la filosofía se está haciendo filosofía.
La epistemología ha hecho tanto daño… Filósofos soberbios ;P

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1. Pedro Mascarós dice:
  
  6 marzo, 2019 a las 9:21 am
  
  Si te fijas, Victor, en el discurso contra la filosofía, no contra la filosofía como materia histórica, si no contra su enseñanza actual, cuyo máximo exponente entre los divulgadores, hasta donde yo sé , es el de Mauricio Schwartz, hay dos componente básicos:
  
  1) Sobre cualquier cosa que afirme la filosofía, siempre vas a encontrar su contraria, es decir, que no existe consenso, sobre cualquier cosa que afirme fulanito, siempre encontrarás un menganito que afirma lo contrario.
  
  2) Cualquier cosa que diga la filosofía de la ciencia, es irrelevante para la ciencia, o la ciencia tiene capacidad de saberlo.
  
  El «error» de estas dos afirmaciones está en ver la filosofía como si fuera una mala ciencia, y de esta visión tienen la culpa aquellos filósofos de sofá que pensaban desentrañar la naturaleza desde casa.
  
  Es como si los ingenieros y médicos se preguntara para qué sirve la ciencia básica, para qué tanto acelerador LHC y chorradas, si ellos pueden ya perfectamente avanzar con la ciencia que se necesita para construir y hacer la vida mejor. Es decir, sería ver la ciencia básica como una mala ingeniería.
  
  En el primer punto se exige consenso en la propia filosofía, (aunque se hace trampa, claro, por cada cosa que dice un filósofo actual sobre por ejemplo la propia ciencia, siempre se puede sacar bastantes filósofos del siglo XX diciendo lo contrario, si bien, no podemos saber cómo pensarían ahora) pero la filosofía lidia con el propio razonamiento, justamente la gracia está en tener muchas vías de pensamiento.
  
  En segundo lugar se cae en la misma soberbia que aquellos filósofos que se reían cuando la ciencia demostró que le movimiento era relativo, «Eso ya lo sabíamos nosotros», claro, pero hay que demostrarlo empíricamente. En el caso de la denostación de la filosofía , si la filosofía dice que no existe el método científico único como tal, pues nada, dicen que eso ya lo sabía la ciencia, o también dicen que la filosofía no le tiene que decir al biólogo cómo manejar las pipetas, pues obviamente para eso no está la filosofía; la filosofía intenta ahondar en la mejor forma de abordar los problemas racionalmente, no cómo tiene que hacer su trabajo experimental nadie.
  
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  1. Francisco R. Villatoro dice:
    
    6 marzo, 2019 a las 10:33 am
    
    Sobre la importancia de la buena relación entre filosofía y ciencia, recomiendo Lucie Laplane, Paolo Mantovani, …, Thomas Pradeu, «Opinion: Why science needs philosophy,» PNAS 116: 3948-3952 (05 Mar 2019), doi: 10.1073/pnas.1900357116.
    
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daniel dice:

6 marzo, 2019 a las 12:24 pm

Con permiso de Francis, dejo una «frase cuántica» que se me ocurrió el otro día. Pronunciada sin pausas, tienen dos significados distintos. En sí misma tiene los dos significados a la vez superpuestos. Se podía decir que los «hechos» (el significado) dependen del observador (o escuchador):
gran desayuno si puedes
grandes ayunos y puedes
En realidad esto pasa con cualquier palabra polisémica: contienen todos sus significados superpuestos al mismo tiempo, y es el contexto el que «colapsa» para darle un significado concreto. Y hay muchos ejemplos de paradojas visuales con la misma idea.
Y hasta aquí mi humilde aportación al misterio de la mecánica cuántica

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espaidual dice:

6 marzo, 2019 a las 3:43 pm

Justo estos días estoy leyendo por primera vez una muy recomendable obra maestra de la ciencia ficción: ‘Timelike Infinity’ de Stephen Baxter, donde un grupo de humanos rebeldes que se hacen llamar ‘los amigos de Wigner’ viajan al pasado para librarse de una ocupación alienígena. Dan una pequeña explicación del origen del nombre (y como se relaciona con la trama), pero estaba esperando encontrar un buen artículo divulgativo sobre el experimento.
Muchísimas gracias, Francis!

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Masgüel dice:

6 marzo, 2019 a las 9:18 pm

“Los átomos no son cosas u objetos, son partes de una situación observacional.”
Diálogos sobre física atómica – W. Heisenberg.

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macuto_dav dice:

7 marzo, 2019 a las 8:19 am

Que loquera la mecánica cuántica, no entiendo nada

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Yomisma dice:

11 marzo, 2019 a las 11:52 am

Me parece todo fascinante. Me hace preguntarme muchas cosas. ¿somos entonces los observadores los que creamos la realidad, tal y como estoy escribiendo ésto mismo y se materializa al darle a «enviar»?

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VIL dice:

12 marzo, 2019 a las 12:16 pm

Hace poco oí decir a un filósofo que la ciencia acaba donde no hay partículas y sin embargo en ese campo vacío la filosofía puede seguir haciendo proyecciones.

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Darío dice:

15 marzo, 2019 a las 12:30 pm

Tu explicación es soberbia y pone en claro muchas cosas: incluso algunos medios por los que me enteré de la existencia del experimento antes de venir a leer tu explicación, y que en general los considero muy mesurados, no pudieron evitar caer en la tentación de decir que existían incongruencias en la mecánica cuántica … bueno 😛

El material para leer es extenso, y hay que aplicarse. Y como filósofo les digo que no todos creemos que la filosofía le tiene que venir a decir a la física cómo hacer su trabajo. El concepto de observador dentro de la mecánica cuántica es tan claro para cualquiera que mínimamente acepte las reglas de juego de origen. Dejemos que otros sean los que se peleen con la irracionalidad de la basura posmodernista, que es de donde vienen muchos de los discursos alucinantes en contra de la ciencia.

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Robertt dice:

9 junio, 2019 a las 2:51 pm

Creo que la siguiente distinción puede facilitar el no repetir con anfibología el término «hechos» varias veces. Por ejemplo: »Solo tras la recepción de la carta y la reevaluación del significado de los resultados sobre el estado del espín estos «juicios de percepción» se consensúan y adquieren la propiedad de ser «juicios de experiencia» sobre el espín independientes del observador.»

La diferencia básica entre ambos es que el primer tipo de juicio sólo se refiere a conexión de representaciones de manera lógica en una conciencia de un sujeto particular, la segunda es que lo hace en una conciencia en general (esto es, en una unidad). De esa manera, todos los «juicios de experiencia» adquieren validez objetiva en la teoría y está adquiere realidad objetiva gracias a la experimentación.

Lo anterior, sin embargo no es nuevo. No tengo claro, entonces en qué contribuye este experimento en lo que se refiere a las »interpretaciones de la mecáncia cuántica», al fin y al cabo todos los «juicios de experiencia» se constituyen de esa manera gracias a un sujeto cognoscente, es decir, les da unidad sistemática a todo esos conocimientos y permite que la física cuántica avance y no sea una mera descripción de la naturaleza, sino una ciencia.

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dwada dice:

3 octubre, 2019 a las 9:43 pm

cuando se realizó este experimento?

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Jesusito de mi vida dice:

29 noviembre, 2019 a las 8:28 pm

¿Qué diferencia hay entre los «hechos» y la «realidad»? No encuentro nada novedoso que añadir al retintín cuántico que no ha parado de bufar durante décadas, ese que nos habla del papel del observador en la realidad objetiva y la cambia por una realidad indeterminada y probabilística. ¿Que así funciona con sistemas cuánticos? De acuerdo, pero, ¿quién dice que la realidad macroscópica emerge de sistemas cuánticos idealizados, unas pocas partículas que solo se mantienen aisladas en la imaginación de algunos físicos? ¿De qué observador dependen los hechos de una partícula, si fuera de los experimentos depende de la influencia de trillones de otras partículas? ¿Quién dice que un gato está muerto y vivo a la vez, que la Luna solo existe si alguien la mira, que no existe realidad objetiva? Por favor, que lo demuestren con experimentos de trillones de partículas, y entonces nos convenceremos de que hay una probabilidad de que alguna vez, por casualidad, nos despertemos en Marte.

¿Quién dice que una partícula puede estar en muchos sitios a la vez cuando no es observada, si la premisa para que sea cierto es que no sea observada? La pregunta ya no es si la mecánica cuántica tiene razón, porque la tiene, la pregunta es qué significa, porque como bien decía Feynman… ¡Nadie lo sabe!, y después de un siglo de historia ya sobran ganas de mandar a la porra unas cuantas ocurrencias de los entendidos en cuántica. Seguramente deberían investigar a qué se debe su profundo desencuentro con la realidad.

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Adriana dice:

20 julio, 2020 a las 12:03 pm

Jajaja, muy interesante y me queda claro que los «hechos» son dependientes del observador, con todo y que soy lega, porque soy ingeniera química y doctora en ciencia de materiales, más no física. Aún así le entendí lo suficiente, Gracias por explicarlo.

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Nico dice:

3 octubre, 2020 a las 7:45 pm

La física está estancadisima. Siguen citando a feynman, Einstein, bien o mal, eso no me importa porque prácticamente no hay nada nuevo desde ellos. Y pasaron 100 años. Además yo no reniegaria tanto de los filósofos. Con el rumbo que ha tomando la física no me extrañaría que al final se termine hasta cuestionando la naturaleza misma de los hechos

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1. Francisco R. Villatoro dice:
  
  3 octubre, 2020 a las 9:01 pm
  
  Nico, ¿no hay nada nuevo desde el trabajo de Feynman en 1949 sobre electrodinámica cuántica y el de Einstein en 1915 sobre gravitación? ¿De verdad te lo crees? Te rogaría que estudiaras algo de Historia de la Física, es un campo apasionante; para ir empezando te recomiendo leer a José Manuel Sánchez Ron, «El mundo después de la revolución. La física de la segunda mitad del siglo XX», Pasado & Presente (2014). Por ejemplo, en 1970 no se se sabía nada sobre lo que hoy llamamos modelo estándar de la física de partículas (que nació en 1973), a pesar de que había algunas ideas inconexas en el ambiente.
  
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