Como es obvio, cuando se calcula una probabilidad el resultado está acotado por la unidad, 0 ≤ P(E) ≤ 1. Pero en física cuántica se puede realizar una medida de la «probabilidad», μ(E), usando la llamada Teoría de la Medida Cuántica (QMT). En dicho contexto los efectos de interferencia cuántica pueden dar lugar a una medida de la «probabilidad» de hasta μ(E) = 5/4 = 1.25 (mayor de la unidad). Se publica en arXiv la confirmación experimental de este resultado, una medida de la «probabilidad» de μ(E) = 1.172 ± 0.013, que es 13.3 sigmas (desviaciones estándares) mayor que la unidad. Se ha usado un dispositivos fotónico, un interferómetro de Sagnac desplazado (DSI), similar a un Mach–Zehdner (MZI), pero en el que el fotón pasa por el mismo sistema dos veces en lugar de por dos sistemas idénticos en secuencia para minimizar el ruido mecánico. En rigor, no se debería hablar de medida de la «probabilidad», que puede llevar a confusión, pues el resultado de dicha medida no es una probabilidad; quizás habría que hablar de medida de la «probabilidad generalizada», sin embargo, este abuso del lenguaje es habitual en física cuántica.
Todo esto nos lleva a la gran pregunta en física cuántica, ¿qué se está midiendo cuando se realiza una medida cuántica? Y a una cuestión más profunda, ¿qué nos dice sobre la realidad el resultado de una medida cuántica? Cuando en un experimento de óptica cuántica la emisión de un láser, tras atravesar varios componentes, acaba con un «clic» en un detector, ¿qué es lo que se ha detectado? La respuesta parece obvia, se ha detectado un «fotón». Pero si el láser se «preparó» para emitir un «fotón», ¿qué le pasó al «fotón» en el detector para hacer «clic»? En física clásica nunca nos plantearíamos estas preguntas, por ser redundantes. Pero en física cuántica estas cuestiones no tienen una respuesta intuitiva. Como no la tiene qué «camino» siguió el «fotón» en el experimento. O que la ausencia de «clic» se interprete, en ciertos experimentos, como la determinación del camino que siguió el «fotón».
Todo este tema se complica con las medidas débiles y en qué sentido son medidas cuánticas fetén. En la formulación de integrales de camino (o de múltiples historias) asociamos una «probabilidad» a cada trayectoria (a cada historia). En dicho formalismo se puede medir la «probabilidad» de una trayectoria (historia) mediante una medida débil. Pero la medida de dicha «probabilidad» no siempre conduce a una probabilidad. Nos hace pensar sobre estas cuestiones el reciente artículo de Sanchari Chakraborti, Rafael D. Sorkin, Urbasi Sinha, «Measuring a «Probability» > 1,» arXiv:2407.15702 [quant-ph] (22 Jul 2024), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2407.15702.
Yo no tengo respuesta para todas estas preguntas (y las muchas otras que tienes ahora mismo en mente). En mi opinión, si hay la más ligera duda, se deben usar adjetivos. Así deberíamos hablar de la «medida débil» de una «probabilidad generalizada» asociada a una «trayectoria generalizada» en cierto interferómetro de Sagnac desplazado (que en este artículo actúa como filtro del evento E = {00, 01, 11}, que se puede interpretar como que el «fotón» no siguió la trayectoria {10}). Pero en lugar de medir la probabilidad P(E) = |A(00)|² + |A(01)|² + |A(11)|² ≤ 1, se mide la probabilidad generalizada μ(E) = |A(00)|² + |A(01) + A(11)|², con lo que hay una interferencia cuántica entre dos trayectorias que permite obtener μ(E) > 1. Como siempre en física cuántica, la formulación matemática aclara la cuestión fuera de toda duda. El problema en divulgación es que hay que añadir adjetivos adecuados para evitar que el lector recurra a su intuición clásica para obtener una imagen errónea de lo que está ocurriendo. Por desgracia, contra el abuso de adjetivos en divulgación está la suposición de que el lector está «educado» para que se pueda abusar de su omisión.
En general, la matemática de la física cuántica es muy sencilla (mucho más que la de la física clásica). La dificultad es como interpretar los resultados matemáticos, como decir lo que significan usando un lenguaje similar al usado en la física clásica. ¿Qué significa la «probabilidad generalizada» medida por μ(E) en este experimento? En rigor, no lo sabemos. Lo que hay que tener claro es que en física clásica siempre se cumple que μ(E) ≤ 1, con lo que en física clásica diríamos que es una medida de la probabilidad del evento E (cierta combinación de trayectorias en el interferómetro). Pero como resulta que en física cuántica puede ser μ(E) > 1, entonces dichas palabras deben ser matizadas; quizás no ayude en nada decir que μ(E) es la probabilidad generalizada del evento E. Pero al menos evitará afirmaciones incorrectas como que se ha medido una probabilidad mayor que la unidad. De ahí mi titular, con «probabilidad» entrecomillado.
Lo dejaría tal cual, «es una medida de la probabilidad del evento E», matizando que el evento E es de ámbito cuántico en este caso, por tanto deben aplicarse consideraciones cuánticas.
¿Podría este resultado arrojar luz sobre las interpretaciones de la mecánica cuántica? En algunas interpretaciones retrocausales, existe el concepto de «borrado cuántico»: según entiendo, cuando el fotón se decide por un camino, «vuelve atrás» y elimina las trazas de sus recorridos anteriores. Dado este marco, ¿sería posible observar estas interferencias en el contexto del experimento descrito, o implicarian estricatemente una probabilidad ≤1? Por otro lado, ciertas interpretaciones podrían beneficiarse de estos resultados: en la teoría de David Bohm, por ejemplo, las interferencias observadas podrían atribuirse a la interacción entre la onda piloto y el fotón propiamente dicho. ¿Podrían estos hallazgos proporcionar una nueva perspectiva sobre cómo interpretar tales interacciones dentro de la mecánica cuántica?
Thomas, no hay que arrojar luz sobre las interpretaciones; las interpretaciones son maneras de contar la mecánica cuántica y dependen del gusto (intuición clásica) del físico. La formulación matemática debe ser equivalente y siempre debe conducir a los mismos resultados, en caso contrario no se trata de una interpretación. Por tanto, nuevos cálculos cuánticos, que se contarán de diferente manera en diferentes interpretaciones, nunca podrán afectar al debate sobre qué interpretación es la que más te gusta. El nuevo resultado es perfectamente compatible con la retrocausalidad. Y, repito, ningún resultado, ni teórico ni experimental, puede proporcionar una nueva perspectiva sobre qué interpretación es la que más te gusta; quizás la novedad de un nuevo resultado haga que cambies tu interpretación preferida por otra (lo que solo indicará que eres poco fiel a ella). No debemos mezclar churras con merinas, resultados con interpretaciones de los resultados.
Si bien es cierto que este resultado quizá no arroja luz sobre ninguna interpretación en concreto, el intentar entender el significado físico de lo que subyace a este resultado es perfectamente lícito, no? Es decir, no es necesario que los físicos que investigan en este campo tengan un modelo mental lo más cercano posible a la realidad cuántica que describen los resultados experimentales? Muchas gracias por tus artículos!
Unai, en este caso, la interpretación que ofrece el mejor modelo mental es la interpretación de Everett de los muchos mundos.
Me quedo con lo que dijo Brian Greene en una entrevista con Santaolalla. Brian expresó que intentar ir más allá en base a una interpretación (dícese ,por ejemplo, Sean Carroll con los muchos mundos. Este ejemplo es mío, no lo dijo Brian) es un error, pues es muy poco probable que nuestra intuición, forjada para sobre vivir en este entorno, tenga nada que decir respecto a la naturaleza y mucho menos la cuántica. Dicho de otro modo, encontrar cosas contraintuitivas y no interpretables (no confundir con paradójicas) es lo que nos dice que vamos por buen camino, e intentar amoldarlo es ir de nuevo por derroteros equívocos. El fuerte de la física ha sido siempre el buscar la forma de encontrar modelos lo más alejados posible de la subjetividad, y de ahí el gran avance de toparnos con lo contraintuitivo , y por lo tanto, con la necesidad de nuevo lenguaje.
«intentar ir más allá en base a una interpretación es un error, pues es muy poco probable que nuestra intuición, forjada para sobre vivir en este entorno, tenga nada que decir respecto a la naturaleza y mucho menos la cuántica.»
No estoy de acuerdo. En primer lugar, lo que tengamos que decir sobre la naturaleza o sobre cualquier otro asunto, no se basa en nuestra intuición, sino en nuestro bagaje cultural (salvo que entendamos la intuición como el hábito en una cultura). Si entendemos intuición como instinto (patrones de motivación y conducta heredados), nada tiene que ver con nuestras ideas. En segundo lugar, si con «este entorno» te refieres al ámbito macroscópico que percibimos, también es parte de la naturaleza, así que algo podremos decir. Que lo que podamos decir en cualquier ámbito sea verdadero (como correspondencia entre el lenguaje y la cosa), es discutible e independiente del tamaño del objeto.
«encontrar cosas contraintuitivas y no interpretables (no confundir con paradójicas) es lo que nos dice que vamos por buen camino»
Aceptar la capacidad predictiva de una teoría y renunciar a una explicación es un camino. En el siglo XX la epistemología se volvió tan sofisticada que aceptamos sin problema al pulpo como animal de compañía. Que sea mejor es cuestión de gusto. Pero son interpretables. Que haya diversas interpretaciones lo demuestra. Y como señaló una vez Villatoro, esa diversidad en parte refleja la historia de las matemáticas que participaron en la creación de la teoría cuántica (por ejemplo, la interpretación de Everett le va como un guante a la integral de caminos de Feynman). Si en la historia de la mecánica clásica hubiésemos contado desde el principio con otro formulismo (como el que propone Gisin, para que solo una matemática constructivista tenga sentido físico), también habríamos tenido al menos dos interpretaciones (y al demónio de Laplace perdiendo pie en el río de Heráclito).
«e intentar amoldarlo es ir de nuevo por derroteros equívocos»…»de ahí el gran avance de toparnos con lo contraintuitivo, y por lo tanto, con la necesidad de nuevo lenguaje»
Eso es contradictorio. Solo necesitamos un nuevo lenguaje si intentamos amoldarlo a una explicación. Si intentar amoldarlo es un derrotero equívoco, no lo necesitamos. Nuevo lenguaje significa nuevas metáforas. Y aunque el marco de la complementariedad de Bohr sea obsoleto, no se equivocaba al plantearlo. Si queremos explicación, con metáforas tenemos que habérnoslas.
«El fuerte de la física ha sido siempre el buscar la forma de encontrar modelos lo más alejados posible de la subjetividad»
Por eso quienes reducen la naturaleza a física se ven incapaces de reintroducir la subjetividad como fenómeno natural y adoptan posturas tan absurdas como el eliminativiismo o el ilusionismo.
Gracias! Solo la estructura matematica subyacente es real, en filosofia de la ciencia es un concepto que se conoce como «realismo estructuralista». Sin embargo, cuesta (mucho) no verlo y ententar entenderlo desde nuestra perspectiva clasica. Lo de «mezclar churras con merinas» me lo apunto! 🙂
Otros filósofos te dirán que la estructura matemática es una ficción, mientras lo real es entorno experimental y el resultado de las mediciones. La contextualidad cuántica es una piedra en el zapato para los realistas estructurales.
Contestando a Maxgüel:
Estoy tomando una definición de intuición,familiar; decimos que lo que ocurre en el mundo cuantico no es intuitivo, no encaja con nuestra experiencia diaria, y buscamos complementarlo con elementos que no podemos demostrar empíricamente (colapso, universos en superposición…etc) para poder hacer la metáfora de turno. Buscar nueva física en base de este complemento es un error … Si no fuera así, seguiríamos con la filosofía natural, pero se ha abandonado por algo.
La física clásica tampoco es intuitiva, que la tierra se mueve o gira alrededor del sol no es intuitivo, que el tiempo es propio tampoco lo es…otra cosa es que en el futuro, inmersas las personas en viajes espaciales, les llegue a ser intuitivo, o que alguien metido virtualmente en el mundo cuantico pueda predecir intuitivamente, pero intentar hacer cuadrar la física cuántica con nuestra experiencia actual es el error.
Respecto a aceptar las falta de explicación es algo a lo que habrá que ir acostumbrándose, principalmente con la entrada de las IA, las cuales ya están implementando modelos que funcionan sin que sea posible dar una explicación… sobre todo cuando ésta solo puede ser entendida en base a una cantidad de datos donde ningún cerebro humano puede abstraer tales modelos.
No es contradictorio lo de hacer nuevo lenguaje dónde no puedes interpretar; la palabra «superposición» está indicando una realidad de la naturaleza que no tiene parangón con ninguna metáfora. En el caso de la superposicion de lugar, por ejemplo, no es verdad que signifique que esté en un % aquí o un % allá como dice Gaston, ni es verdad que esté aquí O alli, ni es cierto que la probabilidad sea por falta de información…es superposición, nada más.
Estuve viendo un vídeo de «Adictos a la filosofía» sobre este tema de la subjetividad y la conciencia, y me flipa a estas alturas que los filósofos, en el siglo XXI, no se hayan dado cuenta de que en biologia todas las definiciones están abiertas y en continuo cambio, porque así es la vida. Y para la consciencia o la subjetividad no tiene porqué ser distinto…decir que no puede ser la conciencia una emergencia porque entonces todo tiene que tener conciencia, ya que no puedes decir en qué momento empieza es como decir que no puede un «ojo» evolucionar porque es imposible decir en qué punto tienes un verdadero ojo, y es asi, como tampoco es posible decir en qué punto tienes un homo sapiens…¿por qué has de ser distinto con la consciencia? Tratar la subjetividad como hace un par de siglos se trataba en ciencia el concepto de vida donde no parecía tener sentido que de algo inerte ésta pudiera emerger es ridículo..Hablar de sistema nervioso como si esto estuviera perfectamente definido, sin darse cuenta de que en la formación de un feto tampoco puedes decir cuando empieza y termina el desarrollo de un sistema nervioso…
Para poder «callar y calcular» alguien habrá tenido que no hacerlo en algún momento.
Muy buena observación, P, pero es que no se trata de callar y calcular, se trata de aplicar los métodos científicos con sabiduría y paciencia. Nosotros «inventamos» las leyes de la física y las matemáticas en función de lo que nos parece ir descubriendo, y conforme vamos asimilando lo que la naturaleza nos va diciendo nuestros «inventos» irán poco a poco pareciéndose a modelos más realistas…nunca llegaremos al final, pues la realidad es incognoscible, pero se trata e ir aproximándonos.
Si te fijas es imposible lo de callar y calcular, como bien has sabido expresar, pues la interpretación es necesaria, siempre, en la carrera di fisica cuántica con la interpretación de copenhague, pero la podíamos haber dado con Everett, da igual, las mates son iguales y se trata solo de una forma de poder expresarnos y hablar, pero lo que Brian Greene decía, y estoy al 100% de acuerdo, es que no puedes hacer nueva física con esas interpretaciones basadas en nuestra experiencia sensible, pues ya sería una casualidad increíble que nuestra experiencia, forjada en la selección natural en un ambiente macroscópico tuviera algo que decir sobre la naturaleza…pero nuestra experiencia, nuestra intuición, puede variar en el futuro…claro…paciencia.
«nuestra experiencia, forjada en la selección natural en un ambiente macroscópico tuviera algo que decir sobre la naturaleza»
Otra vez. Lo macroscópico también es natural y su organización tiene poder causal a todos los niveles.
Por no abundar sobre la pertinencia de las interpretaciones, donde nuestras posturas han quedado claras, solo haré alguna puntualización.
«la palabra «superposición» está indicando una realidad de la naturaleza que no tiene parangón con ninguna metáfora.»
Precisamente porque es una metáfora, cuando se emplea para la cuántica conviene aclarar que su significado es distinto al habitual. Amplía su polisemia.
«intentar hacer cuadrar la física cuántica con nuestra experiencia actual es el error.»
Yo también lo creo. Por eso las explicacioenes e interpretaciones más interesantes son las que aceptan esa ruptura con el hábito cognitivo. Y los creadores de la teoría fueron capaces de dar esos saltos porque tenían formación filosófica y les interesaba la fenomenología o el positivismo de su época. A algunos, no menos formados, como Einstein, no les gustó un pelo que se jugara a los malabares con la metafísica (cuando él mismo lo había hecho después de leer a Mach).
«seguiríamos con la filosofía natural, pero se ha abandonado por algo.»
Al contrario, las teorías científicas más interesantes son las que siguen haciendo propuestas novedosas de filosofía natural. Y no hay teoría sin presupuestos filosóficos, no importa que el autor desconozca su historia.
Vamos el vídeo.
«un vídeo de «Adictos a la filosofía» sobre este tema de la subjetividad y la conciencia»
Yo también lo he visto. Y tampoco estoy de acuerdo con Gel. Me parece bien lo que hace, pero es un teísta declarado.
«me flipa a estas alturas que los filósofos, en el siglo XXI, no se hayan dado cuenta de que en biologia todas las definiciones están abiertas y en continuo cambio»
La filosofía de la biología en el siglo XXI es el campo más activo en filosofía de la ciencia. ¿No se han dado cuenta?. Si no hacen otra cosa…
«decir que no puede ser la conciencia una emergencia porque entonces todo tiene que tener conciencia, ya que no puedes decir en qué momento empieza es como decir que no puede un «ojo» evolucionar porque es imposible decir en qué punto tienes un verdadero ojo, y es asi, como tampoco es posible decir en qué punto tienes un homo sapiens…¿por qué has de ser distinto con la consciencia?»
Estás mezclando dos temas:
1. En ese video Gel repite el argumento del reduccionismo determinista contra la emergencia como novedad. Para el demonio de Laplace no existe la novedad natural. Todo lo que sucede es un paso necesario en el despliegue de un algoritmo inscrito en las leyes físicas y en las condiciones iniciales del universo. Para esa visión de la naturaleza la novedad es magia. Si aceptamos las condiciones de posibilidad del emergentismo fuerte (indeterminismo, contingencia organizativa y causación descendente) la naturaleza es un proceso creativo y produce novedad sobre la marcha.
Curiosamente muchos cientíticos y filósofos teístas, cuando se ponen el sombrero naturalista, prefieren el emergentismo fuerte. Porque permite incorporar la agencia, la función, la subjetividad, los valores, las razones, los propósitos, la libertad, la responsabilidad, como fenómenos naturales con poder causal. Cuando les dices que se puede aceptar el emergentismo fuerte desde el ateísmo ya no les gusta tanto. En el fondo Gel no acepta el emergentismo porque el azar, la contingencia, es irracional.
2. Distinto es que un fenómeno natural, incluso bien definido, tenga límites borrosos (espaciales, temporales o funcionales). Las especies biológicas tienen límites temporales borroros por la misma definición de especie. Pero la consciencia fenoménica, también por su definición, es dicotómica. Si es la facultad de «sentir y sentirse de alguna manera», lo poco o mucho que se sienta será una totalidad irreductible como experiencia subjetiva. El umwelt de cada organismo consciente es «todo lo que hay», para ese organismo. Y cuando se duerme o lo anestesian, esa totalidad desaparece, como quien apaga un interruptor. Es una transición de fase. También en el desarrollo del sistema nervioso del embrión habrá un momento en que aparece la consciencia fenoménica.
A ver si te puedo leer con calma esta tarde, por que he empezado hoy a currar y ya estoy desbordado pufffff. Pero así en diagonal tiene sentido lo que dices.
Es cierto que el Enric al ser teista tiene un sesgo que a veces irrita.
«el tiempo es propio»
Ya puestos, también la relatividad del tiempo es interpretable. Fíjate qué distinto es decir que «el tiempo fluye a distinto ritmo dependiendo del marco de referencia que elijamos para medir el movimiento de los cuerpos». No implica que la representación gráfica del tiempo como una dimensión espacial convirta al tiempo en espacio. No implica que exista una «historia única» para la evolución del universo. No implica que el futuro nos esté esperando. No implica un universo bloque. Que esa sea la interpretación favorita de muchos físicos no nos obliga a aceptarla. Y no hace falta salirse de la disciplina para encontrar voces discrepantes (algunos con la medalla del Nobel en la estantería).
Saludos.
En la entrevista del Dr. Santaolalla a Green, Green habla de que «se andan ocupando» unas nuevas matemáticas. (Hsbla de lasuerte ee Einstein de que él, Einstein, sólo tuvo que aprender de Grossman lo que ya existía).
Considero que el „problema» de la Causación Descendiente como „fundamento» filosófico de alguna interpretación radica en que usa una teoría matemática del tipo „ascendente», entendiendo „anti-intuitivamente» que ascendente es desde los muchos quantos hacia lo Uno=Unificación y lo descendente es desde lo Uno=Unicidad hacia los muchos=quantos.
Actualmente «algo así», cercano, se puede percibir en la teoría de constructores y como se ha publicado aquí, relativo a lo ascendente, las recientes publicaciones con respecto al programa Laglands.
Un ejemplo de la manera del cómo se usa lo «meta» para tratar los problemas lógicos es la meta-aritmética de/en la teoría de conjuntos para „sostener» la teoría de números, y una teoría meta-conjuntivista para sistener la de conjuntos, y sigue.
Desde hace tiempo considero que Gödel dió en el clavo más de lo que «creemos intuitiva y ascendentemente» que lo hizo.
Me permito pegar un link a FB con un excelente artículo de un «Matemático Humanista» donde expone por qué el «Conjunto Vacío» no es un objeto matemático.
https://www.facebook.com/share/p/jJYKVBq3jTxgGqim/?mibextid=oFDknk
Es del Dr. Esptiben Rojas, en el grupo de FB: Matemáticas: Puras y Aplicadas.
El tiempo, Masgüel , efectivamente es interpretable, todo es interpretable porque necesitamos que lo sea para hablar de ello. Pero a diferencia de la QM las «interpretaciones» no llevan a las mismas matemáticas, son teorías distintas con distintas predicciones. Por ahora el que sea una dimensión es el modelo más aproximado a las predicciones, pero sabemos que no es correcta por la aparición de la QM.
El comportamiento del tiempo, por otro lado, nos nos ha llevado, de momento, a descubrir elementos fundamentales ontologicamente nuevos. Nuestro tiempo propio es el newtoniano, y el de los demás sistemas de referencia, el geométrico.
He leído atentamente los puntos que comentas sobre subjetividad y consciencia. No lo comparto, pero entiendo el punto de vista y me hace pensar.