Mecânica Quântica Relacional

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Mecânica Quântica Relacional

Publicado pela primeira vez em 4 de fevereiro de 2002; revisão substantiva ter 8 out 2019

A Mecânica Quântica Relacional (RQM) é a mais recente entre as interpretações da Mecânica Quântica mais discutidas hoje. Foi introduzido em 1996, com a gravidade quântica como motivação remota (Rovelli 1996); seus interesses cresceram lenta mas firmemente apenas nas últimas décadas. O RQM é essencialmente um refinamento da interpretação do livro “Copenhague”, onde o papel do observador de Copenhague não se limita ao mundo clássico, mas pode ser assumido por qualquer sistema físico. O RQM rejeita uma interpretação ôntica da função de onda (mais em geral, do estado quântico): a função de onda ou o estado quântico desempenham apenas um papel auxiliar, semelhante à função Hamilton-Jacobi da mecânica clássica. Isso não implica a rejeição de um compromisso ontológico:O RQM é baseado em uma ontologia dada por sistemas físicos descritos por variáveis físicas, como na mecânica clássica. A diferença com a mecânica clássica é que (a) as variáveis tomam valor apenas nas interações e (b) os valores que elas tomam são relativos ao (outro) sistema afetado pela interação. Aqui "relativo" está no mesmo sentido em que a velocidade é uma propriedade de um sistema em relação a outro sistema na mecânica clássica. Portanto, o mundo é descrito pelo RQM como uma rede em evolução de eventos relativos esparsos, descritos por valores relativos pontuais de variáveis físicas. Aqui "relativo" está no mesmo sentido em que a velocidade é uma propriedade de um sistema em relação a outro sistema na mecânica clássica. Portanto, o mundo é descrito pelo RQM como uma rede em evolução de eventos relativos esparsos, descritos por valores relativos pontuais de variáveis físicas. Aqui "relativo" está no mesmo sentido em que a velocidade é uma propriedade de um sistema em relação a outro sistema na mecânica clássica. Portanto, o mundo é descrito pelo RQM como uma rede em evolução de eventos relativos esparsos, descritos por valores relativos pontuais de variáveis físicas.

A suposição física na base do RQM é o seguinte postulado: A distribuição de probabilidade para valores (futuros) de variáveis relativas a (S ') depende de valores (passados) de variáveis relativas a (S'), mas não de valores (passados) de variáveis relativas a outro sistema (S ''.)

A interpretação não requer assumir a existência de um mundo clássico a ser formulado, nem sistemas de observação especiais; não confere nenhum papel especial à medição. Em vez disso, assume que qualquer sistema físico pode desempenhar o papel de observador de Copenhague e qualquer interação conta como uma medida. Isso é possível sem alterar as previsões da teoria quântica, graças ao postulado acima, porque a interferência observada por um sistema (S ') não é apagada pela atualização de variáveis relativas a um sistema diferente (S' ') (é claro que pode ser suprimida pela decoerência). Dessa maneira, o RQM pode dar sentido a um mundo totalmente quântico sem exigir variáveis ocultas, muitos mundos, mecanismos de colapso físico ou um papel especial para mente, consciência, subjetividade, agentes ou similares.

O preço a pagar por essa parcimônia é um enfraquecimento do realismo convencional ("forte") da mecânica clássica, no qual se supõe que as variáveis físicas tenham valores não relacionais e que existem o tempo todo. O fato de as variáveis terem valor somente nas interações fornece uma ontologia de evento esparso (ou "flash"); o fato de serem rotulados pelo sistema ao qual se referem acrescenta um nível de indexicalidade à representação do mundo.

O RQM é metafisicamente neutro, mas tem uma forte postura relacional que questiona o realismo forte (Laudisa 2019), em um sentido detalhado abaixo. Por causa desse formigamento com o realismo, o RQM foi enquadrado, por sua vez, no contexto de várias perspectivas filosóficas, incluindo empirismo construtivo (van Fraassen 2010), neo-kantismo (Bitbol 2007 [Outros Recursos da Internet / OIR], Bitbol 2010), mais recentemente antimonismo (Dorato 2016) e realismo estrutural (Candiotto 2017). (Ver também Brown 2009, Wood 2010 [OIR].) A interpretação tem aspectos em comum com o QBism (Fuchs 2001, 2002 [OIR]), com a abordagem pragmatista de Healey (Healey 1989) e, especialmente, com a visão da teoria quântica discutida por Zeilinger. e Bruckner (Zeilinger 1999, Brukner & Zeilinger 2003).

  • 1. Idéias principais

    • 1.1 Valores das variáveis físicas
    • 1.2 Variáveis relativas: “Observadores diferentes podem dar contas diferentes do mesmo conjunto de eventos”
    • 1.3 Observador e medição
    • 1.4 A função de onda
    • 1.5 Sobreposição quântica: um gato pode estar meio morto, meio vivo?
  • 2. Questões relacionadas

    • 2.1 Informação
    • 2.2 Discreteness
    • 2.3 Comparação com outras interpretações
    • 2.4 Representação
    • 2.5 Experiência e localidade Frauchiger-Renner
    • 2.6 Solipsismo?
  • 3. Comentários Gerais

    • 3.1 Realismo e Relacionalidade
    • 3.2 Reações e críticas
  • Bibliografia
  • Ferramentas Acadêmicas
  • Outros recursos da Internet
  • Entradas Relacionadas

1. Idéias principais

1.1 Valores das variáveis físicas

O ponto de partida do RQM é que a mecânica quântica não se refere a uma função de onda (ou estado quântico) (psi); trata-se de valores de variáveis físicas. A ontologia assumida pelo RQM, portanto, inclui apenas sistemas físicos e variáveis que recebem valores, como na mecânica clássica. Por exemplo, um fato real é a posição de uma partícula com um certo valor (x) em um determinado momento t. Fatos como este ("a partícula está em (x) no tempo t") são chamados de "eventos" ou "eventos quânticos". A teoria quântica é sobre eventos. No entanto, na mecânica clássica, existem duas suposições gerais que são abandonadas na teoria quântica.

(a) Na mecânica clássica, supõe-se que todas as variáveis de um sistema sempre tenham um valor a cada momento. A RQM, pelo contrário, assume que esse não é o caso da natureza em geral (Heisenberg 1925; Kochen & Specker 1967). Pelo contrário, essa é apenas uma aproximação válida quando se desconsidera os fenômenos quânticos. Variáveis físicas adquirem valores apenas em alguns momentos e não têm valor em outros momentos. Eventos, em outras palavras, são discretos. Essa é a intuição básica que levou Heisenberg a encontrar a chave da mecânica quântica em 1925; isto é, há questões que fazem sentido na mecânica clássica, mas não têm significado na natureza. Por exemplo, a pergunta "Qual é o componente y do spin de um elétron quando seu componente z é (frac {1} {2} hslash)" não tem sentido: nem admite uma definição operacional,nem é necessário para uma compreensão realista da natureza (veja abaixo, sobre realismo). Quando então uma variável genérica (A) de um sistema (S) adquire um valor? Quando acontece um evento? A resposta do RQM é: quando e somente quando o sistema (S) interage com um segundo sistema (S ') e o efeito da interação em (S') depende da variável (A). No RQM, é isso que significa para uma variável ter um valor.

(b) A segunda suposição da mecânica clássica que é descartada no RQM é que existem variáveis que recebem valores absolutos, ou seja, valores independentes de quaisquer outros sistemas. Em vez disso, o RQM assume que todas as variáveis físicas (contingentes) são relacionais. (As variáveis contingentes são aquelas na teoria clássica são representadas por funções do espaço de fase.) Qualquer valor que essas variáveis recebem é sempre (implícita ou explicitamente) rotulado por um segundo sistema físico. Se a variável (A) de um sistema (S) obtiver um valor na interação com um segundo sistema (S '), o valor necessário será apenas relativo a (S'). A atualização de um evento é sempre relativa a um sistema. O significado concreto disso é o postulado acima, de acordo com quais formas futuras o sistema (S) afeta (S ') depende (probabilisticamente) dos valores que as variáveis de (S) adotaram em relação a (S '), mas as formas futuras em que o sistema (S) afeta um terceiro sistema (S' ') não. O conjunto de todos os eventos relativos a um sistema arbitrário (S '), juntamente com as previsões probabilísticas que isso implica, é chamado de “perspectiva” do “observador” (S').

A afirmação central na base do RQM é, portanto, que: “observadores diferentes podem dar contas diferentes do mesmo conjunto de eventos” (Rovelli 1996: 1643). A mecânica quântica dos livros didáticos é uma descrição completa da perspectiva de um único observador, mas desconsidera o efeito desse sistema de observação na perspectiva de outros sistemas. O RQM enfatiza o fato de que o próprio observador se comporta como um sistema quântico, quando atua em outros sistemas. A relação entre perspectivas é discutida abaixo.

1.2 Variáveis relativas: “Observadores diferentes podem dar contas diferentes do mesmo conjunto de eventos”

Variáveis relativas são variáveis cujo valor não depende de um único sistema, mas de dois sistemas. Um exemplo bem conhecido é a velocidade de um objeto na mecânica clássica. A velocidade é sempre implícita ou explicitamente relativa a um segundo objeto. Não existe "velocidade de um único objeto", independentemente de qualquer outro objeto, na mecânica clássica. Outros exemplos bem conhecidos são o potencial elétrico (apenas o potencial de um condutor em relação a outro condutor tem significado físico) e a posição (apenas a posição em relação a algum outro objeto tem significado físico). A mecânica quântica relacional dá um longo passo nessa direção, supondo que possamos entender a mecânica quântica assumindo que todas as variáveis físicas são relacionais nesse sentido.

Às vezes, considera-se erroneamente que o RQM é uma interpretação em que sujeitos ou agentes desempenham um papel. A fonte do mal-entendido é a confusão entre relativo e subjetivo. Quando dizemos que a nossa velocidade é de 11 km / segundo em relação ao sol, não estamos assumindo que o sol tenha subjetividade. Quando dizemos que a distância entre uma placa de sinalização e um cruzamento de estrada é de 100 metros, não estamos pensando que o cruzamento de uma estrada seja um agente. Numa perspectiva naturalista, uma pessoa, um agente, um sujeito são sistemas físicos. Por outro lado, o mundo a que essa pessoa, agente ou sujeito se relaciona é descrito pelo valor das variáveis em relação ao sistema físico ao qual ela é. É como dizer que um sujeito que mora na Terra vê o Cosmos girando porque a Terra está girando. Dizer que o RQM requer sujeitos ou agentes é o mesmo erro que dizer que nossa explicação sobre a rotação diária da lua e das estrelas do sol ao redor da Terra exige levar em conta a agência ou a subjetividade: um absurdo óbvio. Não há nada subjetivo, idealista ou mentalista no RQM.

1.3 Observador e medição

Nas apresentações de livros didáticos, a mecânica quântica trata dos resultados das medições realizadas quando um "observador" faz uma "medição" em um sistema quântico. O que é um observador, se todos os sistemas físicos são quânticos? O que conta como uma medida? Respostas comuns invocam o observador como macroscópico, início de decoerência, irreversibilidade, registro de informações ou similar. O RQM não utiliza nada do tipo. Qualquer sistema, independentemente de seu tamanho, complexidade ou outro, pode desempenhar o papel de observador da mecânica quântica do livro. Os "resultados da medição" de um determinado observador, no entanto, referem-se apenas aos valores das variáveis do sistema quântico em relação a esse sistema. Em particular, eles não afetam eventos em relação a outros sistemas. No mesmo espírito, as apresentações de livros didáticos de mecânica quântica se referem a "resultados de medição". Na interpretação relacional, qualquer interação conta como uma medida, na medida em que um sistema afeta o outro e essa influência depende de uma variável do primeiro sistema. Todo objeto físico pode ser considerado como definindo uma perspectiva, à qual todos os valores de quantidades físicas podem ser referidos.

De acordo com o RQM, portanto, a mecânica quântica não é uma teoria da dinâmica de uma entidade (psi), da qual o mundo de nossa experiência de alguma forma emerge. Em vez disso, é uma teoria sobre o mundo padrão de nossa experiência, descrito por valores que as variáveis físicas convencionais adotam nas interações e sobre as probabilidades de transição que determinam quais valores provavelmente serão realizados, dado que outros foram.

1.4 A função de onda

A função de onda e, em geral, o estado quântico (psi), são interpretados realisticamente em várias apresentações da teoria quântica. Da perspectiva do RQM, é exatamente isso que gera a confusão sobre a teoria quântica (Rovelli 2018). O RQM contorna os teoremas da realidade da função de onda (Leifer 2014; Pusey, Barrett e Rudolph 2012) porque não é uma teoria fortemente realista - no sentido definido abaixo - que é uma suposição implícita desses teoremas. A interpretação da função de onda no contexto do RQM é semelhante à interpretação da funcional de Hamilton-Jacobi na mecânica clássica: uma ferramenta teórica para facilitar o cálculo das probabilidades de eventos futuros com base em determinado conhecimento.

A relação entre a função de onda (psi) e a funcional Hamilton-Jacobi (S) é mais do que uma analogia, porque na aproximação semiclássica o final aproxima o primeiro ((psi / sim / exp iS / / hslash)). Esse fato pode ser tomado como argumento contra uma interpretação realista de (psi) pelo seguinte motivo. Uma maneira de esclarecer a interpretação de uma quantidade no aparato matemático de uma teoria física é estudar o que essa quantidade reduz a uma aproximação em que a interpretação é clara. As funções Hamilton-Jacobi de, digamos, uma partícula clássica não têm interpretação realista. Observe que, se dermos uma interpretação realista, geraremos colapsos e saltos misteriosos como temos para a função de onda. Anular os estados quânticos de uma interpretação realista evita saltos e colapsos.(Outro argumento contra a interpretação realista de (psi) é apresentado em Rovelli 2016.)

Na mecânica clássica, podemos dispensar o funcional Hamilton-Jacobi. Isso atesta sua falta de peso ontológico. Podemos igualmente dispensar (psi) na teoria quântica. Evidência disso é que o desenvolvimento inicial completo dos formalismos da mecânica quântica (Heisenberg 1925; Born & Jordan 1925; Dirac 1925; Born, Heisenberg & Jordan 1926) antecede o trabalho em que (psi) foi introduzido (Schroedinger 1926) ! A mecânica quântica pode ser formulada sem referência ao estado quântico, como uma teoria das probabilidades para sequências de eventos. Por exemplo, a teoria quântica pode ser formulada fornecendo a álgebra não comutativa de observáveis e um grupo de um parâmetro de automorfismos da álgebra que representa a evolução do tempo e uma única função linear positiva na álgebra. Equivalentemente,pode ser formulado em termos de probabilidades de transição entre conjuntos de valores de variáveis; estes podem ser computados diretamente, por exemplo, com métodos integrais de caminho. O estado (psi) é uma ferramenta conveniente, não necessária.

Qual é então o estado quântico na interpretação relacional? É um dispositivo matemático que se refere a dois sistemas, não a um único. Ele codifica os valores das variáveis da primeira que foram atualizadas ao interagir com a segunda (Groenewold 1957); portanto, codifica qualquer coisa que possamos prever em relação aos valores futuros dessas variáveis, em relação ao segundo sistema. O estado (psi), em outras palavras, pode ser interpretado como nada além de um compêndio de informações assumidas, conhecidas ou coletadas através de medições, determinadas inteiramente por um histórico específico de interações: as interações entre o sistema e um segundo sistema de 'observação'. Entendido dessa maneira, o estado quântico é sempre e apenas um estado relativo no sentido de Everett (1957). Nesse sentido, o RQM é "everettiano";é assim em um sentido diferente das interpretações dos Muitos Mundos, que são baseadas em uma interpretação realista da função de onda universal, rejeitada no RQM.

1.5 Sobreposição quântica: um gato pode estar meio morto, meio vivo?

Se (psi ') e (psi' ') são dois estados quânticos (ortogonais) de um sistema, a mecânica quântica prevê que o sistema também possa estar no estado (psi = (psi' + / psi '') / / sqrt {2}). Este é o princípio da superposição, uma pedra angular da teoria. Por exemplo, se (psi ') é o estado de um gato vivo e (psi' ') o estado de um gato morto, então (psi) é um estado em que o gato está em um superposição quântica de mortos e vivos; a teoria prevê que este é um estado possível de um gato. Por que, então, nunca vemos gatos que estão meio vivos e meio mortos? Ou seja: por que não vemos objetos macroscópicos em superposições quânticas?

A resposta é que a existência de estados como (psi = (psi '+ / psi' ') / / sqrt {2}) não significa que deveríamos "ver superposições": o que "vemos", a saber o que medimos, de acordo com a teoria quântica dos livros didáticos, são autovalores de operadores auto-adjuntos, não estados quânticos. Os autovalores medidos são sempre unívocos, nunca “sobrepostos”.

O que significa então um estado ser uma superposição? Primeiro, significa que se um observável tem valor (a ') em (psi') e valor (a '') em (psi ''), qualquer observação do sistema fornecerá (a ') ou (a' '), cada um com probabilidade 1/2. Segundo, a distribuição de probabilidade dos resultados da medição de qualquer observável que não seja diagonal na base ((psi '), (psi' ')) será afetada pela interferência: isto é, será não será a média dos valores médios do observável em (psi ') e (psi' '). Isso e nada mais é o significado de estar em uma superposição quântica. Portanto, a resposta para a pergunta "Por que nunca vemos gatos que estão meio vivos e meio mortos?" é: porque a teoria quântica prediz que nunca vemos esse tipo de coisa. Ele prevê que vemos gatos vivos ou mortos. Também prevê que, em princípio, devemos ser capazes de prever o efeito de interferência entre os dois estados. Esses efeitos de interferência são fortemente suprimidos pela descoerência no caso de sistemas macroscópicos (como gatos); portanto, a teoria realmente prevê que eles são extremamente difíceis de observar, de acordo com a nossa experiência.

Um problema, no entanto, aparece na mecânica quântica se perguntamos o que o próprio gato perceberia. Digamos que o cérebro do gato mede se seu coração está batendo ou não. A teoria prevê que o cérebro descobrirá ou não. Na mecânica quântica de livros didáticos, isso implica um colapso de (psi) em (psi ') ou (psi' '). Por sua vez, isso implica que nenhum efeito adicional de interferência entre esses dois estados ocorrerá. E isso contradiz a conclusão de que os efeitos de interferência, embora pequenos devido à decoerência, são reais. Esse problema é resolvido pelo RQM pelo postulado acima: a maneira como o gato, como um sistema quântico, afeta um sistema externo, não é afetada pela maneira específica como o coração do gato afetou seu cérebro. Isso é,o estado do gato em relação ao mundo externo não entra em colapso quando uma parte do gato interage com outra.

2. Questões relacionadas

2.1 Informação

As primeiras apresentações do RQM foram formuladas na linguagem da teoria da informação (Rovelli, 1996). O estado quântico é uma maneira de codificar as informações que um sistema de observação (S ') pode ter sobre um sistema quântico (S), relevante para prever formas futuras (S) podem afetar (S'). Esta informação é determinada pelas formas como (S) afetou (S ') no passado. A esperança foi levantada em Rovelli (1996) de que era possível uma reconstrução completa do formalismo quântico com base em postulados informativos simples. Foram propostos dois postulados principais:

  • (i) as informações relevantes são finitas para um sistema com espaço de fase compacto,
  • (ii) novas informações sempre podem ser adquiridas.

Os dois postulados não estão em contradição entre si porque, quando novas informações são reunidas, algumas informações relevantes anteriores são irrelevantes. "Relevante" aqui significa que afeta probabilidades futuras. Um momento de reflexão mostra que o primeiro postulado implica a discrição característica da teoria quântica, o segundo implica as incertezas de Heisenberg. Postulados muito semelhantes foram propostos independentemente por Zeilinger e Bruckner (Zeilinger 1999; Brukner & Zeilinger 2003).

Como mais tarde enfatizado em Dorato (2017), é melhor não entender as informações como uma noção primária. Ele deve ser definido fisicamente em termos de outra coisa; como tal, pode desempenhar uma noção importante em "teorias de princípio" no sentido de Einstein (1919). No RQM, as informações são definidas relacionalmente como informações relativas (no sentido de Shannon) que um sistema físico possui sobre outro sistema. Informações relativas são correlações físicas entre dois sistemas (ver Rovelli 1996), a saber, uma medida da diferença entre o número possível de estados do sistema combinado e o produto do número de estados dos dois sistemas, devido à existência de restrições físicas.. Assim, dizemos que uma variável (O_A) de um sistema tem informações sobre uma variável (A) de outro sistema se os valores que (A) e (O_A) puderem assumir estiverem correlacionados. No espírito de Shannon, essa é uma definição muito fraca de informação que não possui aspectos mentalistas, semânticos ou cognitivos. A forte perspectiva informacional dos primeiros trabalhos em RQM influenciou vários desenvolvimentos posteriores de abordagens teóricas da informação para os fundamentos da teoria quântica (veja abaixo).

2.2 Discreteness

A discrição não é um aspecto acessório da teoria quântica: é sua característica mais característica (e dá nome à teoria).

A discrição aparece de duas maneiras relacionadas na teoria quântica. Primeiro, a quantidade de informações que podem ser coletadas sobre o estado de um sistema que está em uma região finita R do seu espaço de fase é finita. É dada pela medida de Liouville de R dividida pela constante de Planck, por grau de liberdade. É isso que causa espectros discretos. Os espectros contínuos requerem infinitos espaços de fase e podem ser vistos como efeitos de idealizações. A discrição da mecânica quântica é capturada pelo primeiro dos dois postulados informativos.

Segundo, a mecânica quântica descreve o mundo em termos de valores de variáveis em momentos discretos específicos. Esse segundo aspecto da discrição é diretamente explicado pela ontologia esparsa (ou "flash") do RQM. A história de uma partícula quântica, por exemplo, não é uma linha contínua no espaço-tempo (como na mecânica clássica), nem uma função de onda contínua no espaço-tempo. Em vez disso, em relação a qualquer outro sistema, é um conjunto discreto de interações, cada uma localizada no espaço-tempo.

A ontologia instantânea do RQM parece criar uma dificuldade: o que determina o tempo para os eventos acontecerem? O problema é a dificuldade de estabelecer um momento específico em que digamos que uma medição acontece. A questão é abordada em Rovelli (1998), observando que a própria mecânica quântica fornece uma previsão (probabilística) de quando uma medição ocorre. Isso ocorre porque o significado da pergunta se uma medição ocorreu ou não é verificar se uma variável indicadora (O_A) no sistema de observação (S) se correlacionou adequadamente com a variável medida (A) do sistema (A). Por sua vez, essa é uma questão física que faz sentido, porque pode ser feita empiricamente medindo (A) e (O_A) e verificando se são consistentes.

2.3 Comparação com outras interpretações

Uma maneira de esclarecer uma interpretação da mecânica quântica é compará-la com as alternativas mais discutidas.

Textbook Copenhagen: Em boa medida, o RQM é uma conclusão da interpretação padrão do livro. A diferença é que este assume a existência de um mundo clássico, ou um observador clássico, e descreve como os sistemas quânticos o afetam em uma interação. A interpretação relacional, pelo contrário, pressupõe que essa descrição seja válida com relação a qualquer sistema físico. Assim, o RQM é uma espécie de Copenhague "democratizada", onde o papel de um único observador pode ser assumido por qualquer sistema físico.

Muitos mundos: Tanto a interpretação do RQM quanto a dos muitos mundos (ver Vaidman 2002 [2018]) estão enraizadas no trabalho de Everett (1957). Ambos tentam resolver o mistério da teoria quântica adicionando um nível de indexicalidade. No RQM, as variáveis têm valores em relação a outros sistemas físicos. Em muitos mundos, as variáveis têm valores em relação aos ramos da função de onda universal. Em nenhuma das interpretações, existe um papel especial a priori para a medição, ou observadores. A diferença é o compromisso ontológico profundamente distinto: a interpretação dos Muitos Mundos é baseada em uma interpretação realista da função de onda universal, que obedece a uma lei determinística da evolução. Isso implica que a interpretação dos Muitos Mundos deve então trabalhar arduamente para recuperar a incerteza de Heisenberg (via indexicalidade de ramificação),probabilidades (via interpretação subjetiva da probabilidade) e discrição. O RQM tem tudo isso facilmente em sua base. Por outro lado, a interpretação de Muitos Mundos é baseada em uma metafísica realista (de acordo com alguns, inflada, mas) sem sentido, que é impedida de realizar RQM. Os dois podem talvez se aproximar pela simples observação de que a modalidade sempre pode ser transformada em realismo de mundo múltiplo à la Lewis (1986), trocando realidade por indexicalidade.atualidade de negociação por indexicalidade.atualidade de negociação por indexicalidade.

Variáveis ocultas (Bohm): teorias de variáveis ocultas, das quais a teoria de Bohm (Bohm 1952) é o melhor exemplo disponível, fornecem uma interpretação realista e determinística da mecânica quântica. A semelhança entre RQM e teoria de Bohm está na interpretação realista de algumas variáveis, como a posição de uma partícula. Uma diferença está na ontologia esparsa do RQM, comparada à suposição de quantidades não observáveis em princípio, implícitas na teoria de Bohm.

Colapso físico: teorias de colapso físico como Ghirardi, Rimini e Weber (1986) e Penrose (1996) são fisicamente distinguíveis do QM padrão, que, em vez disso, é assumido correto até as indicações empíricas contrárias no RQM.

Também há uma interpretação atual da mecânica quântica que se aproxima da interpretação relacional:

Zeilinger Bruckner: A interpretação relacional está muito próxima da visão da teoria quântica desenvolvida por Zeilinger e Bruckner; em particular, postulados quase idênticos aos originais do RQM foram propostos independentemente em (Zeilinger 1999, Brukner & Zeilinger 2003). Essas idéias geraram alguns dos trabalhos matemáticos interessantes, com o objetivo de tornar precisa a derivação do formalismo da teoria quântica a partir de postulados teóricos da informação. Para versões deste programa estritamente relacionadas ao RQM, consulte (Grinbaum 2005; Höhn 2017; Höhn & Wever 2017).

QBism: A ênfase nas informações de Rovelli (1996) influenciou o nascimento do QBism (ver Fuchs 1998: 3). Existem semelhanças entre RQM e QBism (Fuchs 2001, 2002 [OIR]). Uma semelhança é a ênfase em deixar perguntas consideradas sem sentido. O segundo é o uso da linguagem da teoria da informação (Spekkens 2014). A diferença está principalmente na maneira como o sujeito que mantém as informações é tratado. No RQM, esse assunto é totalmente naturalizado: ele próprio é considerado um sistema físico que pode ser descrito pela teoria quântica. Isso leva a uma versão definitivamente mais forte do realismo que o QBism, e à ênfase no aspecto relacional de todas as variáveis. No QBism, em vez disso, a ênfase está nas informações sobre o mundo mantidas por um único assunto, consideradas primárias. No RQM,a informação é relativa (no sentido de Shannon) que um sistema físico possui sobre outro sistema; não é primário (ver Dorato 2017): pode ser simplesmente entendido fisicamente como uma correlação entre os dois sistemas que podem ser observados por um terceiro sistema (Rovelli, 1996).

Richard Healey: A abordagem pragmatista de Healey (Healey 1989) tem em comum com o RQM a idéia de que o estado quântico não é uma descrição da realidade física, nem mesmo incompleta. Sua principal função é ser uma ferramenta (dispensável) para gerar probabilidades quânticas. A principal diferença é a ênfase em que estados quânticos são relativos. Para a visão pragmatista de Healey, uma atribuição de estado quântico é relativa apenas à perspectiva de um agente real ou potencial (Healey 2012). No RQM, os valores são objetivos e relativos a qualquer sistema físico. Restringir a teoria quântica ao seu uso por agentes não é uma preocupação para a filosofia pragmatista de Healey; é mais ainda, numa perspectiva naturalista, buscando uma compreensão da natureza que permanece significativa também onde não existem agentes. Essa é a mesma diferença entre RQM e QBism,mas a posição de Healey está mais próxima da RQM do que do QBism porque, enquanto as atribuições de estado quântico do QBism dependem do estado epistêmico do agente, para Healey, o estado quântico atribuído a um sistema depende apenas das circunstâncias físicas que definem a perspectiva do agente.

2.4 Representação

A questão da interpretação da mecânica quântica está estritamente relacionada à questão da possibilidade de oferecer uma representação: uma descrição do que acontece no mundo. Pode ser útil fornecer uma representação pictórica simplista das imagens, sustentando diferentes interpretações. Imagine no momento (t_1) um átomo radioativo é cercado por contadores Geiger e no momento (t_2) um dos contadores clica, tendo detectado um produto da decomposição. O que aconteceu em torno do intervalo (t_1) - (t_2)?

  • De acordo com a teoria quântica dos livros didáticos, a função de onda de uma partícula presa classicamente no núcleo vaza simetricamente, preenchendo o espaço ao redor do núcleo. No momento da detecção, essa função de onda desaparece magicamente em todos os lugares, exceto no detector em particular que clica.
  • De acordo com a interpretação dos Muitos Mundos, todos os detectores clicam. De fato, cada detector clica a cada momento do tempo, mas a função de onda do universo se ramifica continuamente em inúmeros ramos: nós, por acaso, estamos em um ramo específico no qual um detector específico clica em um determinado momento.
  • De acordo com a interpretação de Bohmiam, a função de onda vaza igualmente uniformemente no espaço, mas ao mesmo tempo a partícula associada, guiada por essa função de onda, ziguezagueia até atingir um detector específico.
  • De acordo com as interpretações do colapso físico, a função de onda também vaza uniformemente, mas quando afeta os detectores Geiger pesados começa a deslocar muita matéria, a função de onda entra em colapso, como na interpretação do livro, mas impulsionada por um processo dinâmico hipotético que não ainda foi explicitamente observado (Ghirardi 2002 [2018]).
  • E o RQM? No espírito de Heisenberg, não existe uma função de onda real na natureza, nem há nenhum fato sobre a posição da partícula em relação ao contador Geiger a qualquer momento entre t1 e t2. No entanto, pode haver outros fatos sobre o assunto. Por exemplo, a posição da partícula diz respeito a alguma molécula de ar ao longo do caminho. Estes, por outro lado, não têm influência na posição da partícula em relação ao contador Geiger, que é atualizado no tempo t2 e cuja distribuição probabilística não depende da posição da partícula em relação às moléculas de ar.

2.5 Experiência e localidade Frauchiger-Renner

O experimento mental Frauchiger-Renner (Frauchiger & Renner 2018) pode ser visto como um apoio indireto ao RQM, pois torna concreta a ideia de que “observadores diferentes podem dar contas diferentes do mesmo conjunto de eventos”, como no RQM original slogan (Rovelli 1996: 1463). O experimento é discutido na estrutura conceitual do RQM por Waaijer e van Neerven (2019 [OIR]).

A aplicação do RQM ao contexto da EPR e o problema da não localidade quântica foram discutidos inicialmente em Smerlak e Rovelli (2007) e (Laudisa 2001). Algumas das reivindicações da discussão anterior sobre o RQM ser “local” foram questionadas, apontando que o RQM deve, em qualquer caso, ser “forçado a aceitar alguma forma de não localidade nos fenômenos quânticos” (Laudisa 2019: 227). Uma discussão mais recente está em Martin-Dussaud, Rovelli e Zalamea (2019), onde é especificado e minimizado um sentido específico no qual a teoria quântica não é local da perspectiva do RQM. Veja também Pienaar (2018 [OIR]) para comentários.

2.6 Solipsismo?

Prima facie, RQM pode parecer implicar uma forma de solipsismo de perspectiva, pois os valores das variáveis realizadas na perspectiva de algum sistema (S ') não são necessariamente os mesmos que os realizados em relação a outro sistema (S' '). Contudo, este não é o caso, como segue diretamente da própria teoria quântica. A chave é observar que qualquer comparação física é ela mesma uma interação quântica. Suponha que a variável (A) de (S) seja medida por (S ') e armazenada na variável (A') de (S '). Isso significa que a interação criou uma correlação entre (A) e (A '). Por sua vez, isso significa que um terceiro sistema medindo (A) e (A ') certamente encontrará valores consistentes. Ou seja: as perspectivas de (S ') e (S' ') concordam com esse aspecto, e isso pode ser verificado em uma interação física.

Por exemplo: imagine o experimentador (S ') mede a rotação do elétron (S) e escreve o valor dessa rotação em um pedaço de papel. Em princípio, o experimentador (S '') pode conceber um experimento em que pode detectar um efeito devido à interferência entre os dois ramos, onde a rotação do elétron (e o texto) tem um ou outro valor. Mas se (S '') mede o giro e lê o pedaço de papel, ela descobrirá que o experimentador (S ') viu o mesmo giro que ela.

Por quê? Como a teoria quântica prediz isso, como pode ser visto a seguir: com relação a (S ''), a primeira interação produz um estado quântico da forma

(begin {align} e / ket { text {spin up}} times / ket { text {papel com o texto 'spin up'}} & + / ket { text {spin down}} vezes / ket { text {papel com o texto 'girar para baixo'}} end {align})

Medir a rotação projeta o estado em uma única ramificação das duas e ambas as ramificações levam à consistência. Portanto, desde que não perseguamos fenômenos sutis de interferência escondidos por trás da decoerência, o RQM implica que todos "vemos o mesmo mundo".

3. Comentários Gerais

3.1 Realismo e Relacionalidade

O movimento central do RQM é interpretar todas as variáveis físicas como relacionais, ou seja, referindo-se a dois sistemas, não um único, e visualizá-las como realizadas apenas em interações. A relacionalidade tem desempenhado um papel sempre dominante, à medida que nosso conhecimento do mundo natural aumenta. Exemplos são a natureza relacional da velocidade na mecânica clássica, da localidade na relatividade geral, do potencial no eletromagnetismo, dos observáveis invariáveis do medidor em teorias de medidores não abelianos e muitos outros. O RQM é um passo adiante nessa direção. Levadas a sério, as implicações filosóficas dessa superação relacional podem ser pesadas. O principal é o enfraquecimento de uma versão forte do realismo.

Se por realismo queremos dizer a suposição de que o mundo está "lá fora", independentemente de nossos estados mentais ou percepções, não há nada no RQM que contradiga o realismo. Mas se por realismo queremos dizer a suposição mais forte de que cada variável de cada subsistema do mundo tem um valor único a cada momento, então essa versão forte do realismo é enfraquecida pelo RQM. A ontologia do RQM é uma ontologia esparsa ("flash") de eventos quânticos relacionais, considerados primitivos e não derivados de nenhuma representação "subjacente".

Esse enfraquecimento do realismo está em uma direção semelhante ao que aconteceu com a relatividade de Galilean ou Einstein, que mostrou que não há fato da matéria na velocidade de um único objeto, ou na simultaneidade de dois espaços, como eventos separados sozinhos. Mas é um passo mais radical nessa direção. Em Laudisa (2019), destaca-se que o RQM não fornece uma justificação mais profunda ou representação dinâmica subjacente do processo principal: a atualização de eventos quânticos nas interações. Este é o processo que na teoria quântica dos livros didáticos é chamado de medição e é acompanhado pela redução do estado. A mecânica quântica dá probabilidades de eventos quânticos acontecerem, não uma história representando como eles acontecem. Esse aspecto central da teoria quântica não é resolvido no RQM: é considerado um fato do mundo. O que o RQM resolve é a questão de quando isso acontece: sempre que um sistema afeta outro, isso acontece em relação a esse outro sistema. O que o RQM faz é mostrar que isso não está em contradição com a existência de efeitos de interferência. Mas a discrição central da atualização quântica de eventos não é “explicada” no RQM: é entendida como a imagem de como a natureza funciona de acordo com a teoria quântica.

O enfraquecimento do realismo é o "preço a pagar" pela interpretação relacional da mecânica quântica. Pode ser comparado com o “preço a pagar” em outras interpretações, como a ontologia inflada e a distância entre a ontologia e o mundo, como a vemos na interpretação dos Muitos Mundos, a existência de variáveis inobserváveis em princípio e a perda de Invariância de Lorentz da teoria de Bohm, e assim por diante.

O outro lado da moeda de cada "preço a pagar" é a lição que podemos obter do sucesso empírico da teoria quântica: para a interpretação de muitos mundos, por exemplo, a lição é a existência real de outros ramos, pois a teoria de Bohm é a existência real de variáveis não observáveis que escolhem um quadro de referência preferido e assim por diante. Para a RQM, a lição da teoria quântica é que a descrição da maneira como os sistemas físicos distintos afetam um ao outro quando eles interagem (e não da maneira que os sistemas físicos 'são') esgota tudo o que pode ser dito sobre o mundo físico. O mundo físico deve ser descrito como uma rede de componentes em interação, onde não há significado para 'o estado de um sistema isolado' ou o valor das variáveis de um sistema isolado. O estado de um sistema físico é a rede das relações que mantém com os sistemas circundantes. A estrutura física do mundo é identificada como essa rede de relacionamentos. A noção de substância que desempenha um papel importante na filosofia ocidental pode ser inadequada para explicar essa ciência; talvez a idéia de uma "dependência mútua" [Nāgārjuna 1995] possa oferecer um quadro filosófico relevante.

3.2 Reações e críticas

Em van Fraassen (2010), Bas van Fraassen explora “o mundo da mecânica quântica como o RQM o descreve” (2010: 390), esclarecendo o que é e o que não é relativo aos observadores. Ele se concentra nos aspectos aparentemente paradoxais do RQM. Os limites de informações que os observadores podem ter, que só podem ser adquiridos através da interação física, têm consequências surpreendentes para situações complexas nas quais um observador faz uma medição, um segundo observador faz medições no primeiro e em seu alvo, e até um terceiro observador aparece e observa um processo envolvendo os dois primeiros observadores. Van Fraassen conclui que todas as questões de consistência podem ser colocadas em repouso, quando a representação da situação no RQM é adequadamente entendida. Por outro lado, ele também observa que, no RQM, qual é o estado de um sistema em relação a um observador,não é ela própria relativa a nada, então pode-se levantar a questão de quais relações existem entre o estado de um sistema emaranhado específico ou seus componentes em relação a diferentes observadores. Ele propõe um postulado adicional, relacionando fracamente a descrição do mesmo sistema dada por diferentes observadores, o que proíbe a possibilidade de inconsistências perturbadoras permitidas pela multiplicação de perspectivas.

Laura Candiotto (2017) argumenta que a melhor estrutura filosófica para RQM é o Ontic Structural Realism (OSR) (Ladyman & Ross 2007; French & Ladyman 2011). O realismo estrutural ôntico deve ser uma forma defensável de realismo científico (Ladyman 2007 [2019]); defende a prioridade das relações sobre as substâncias, como objetos individuais auto-subsistentes (Morganti 2011). Para Candiotto, RQM é uma teoria realista que assume a noção de relação (a interação física entre sistemas e instrumentos) como primitiva; os objetos emergem como "nós" relacionais (francês 2006) ou interseções de processos. A falta de independência do observador não é incapaz de fornecer um relato da estrutura da matéria, porque não há propriedades intrínsecas que possam ser atribuídas aos sistemas independentemente de suas interações,portanto, essa estrutura é ela mesma relacional, portanto, em particular, dependente do observador. As relações através de processos dinâmicos de troca de informações podem ser tomadas como os blocos de construção do universo.

A relação entre RQM e realismo estrutural ôntico também foi enfatizada por Mauro Dorato (2016). Dorato faz uma extensa avaliação do RQM, apontando suas principais características. Ele enfatiza então dois aspectos que caracterizam a RQM. O primeiro é um relato metafísico revisionário, e não descritivo, da teoria quântica; isto é: as suposições centrais do senso comum devem desaparecer, se contradizerem as teorias físicas contemporâneas. Aqui, o que é abandonado é o pressuposto de que os sistemas quânticos têm uma natureza intrínseca e não relacional. A metafísica do RQM é revisionária também por uma segunda razão. Analogamente à interpretação de muitos mundos, o RQM não sugere alterar o formalismo da teoria quântica - como formulações alternativas da teoria -, mas modifica os esquemas conceituais com os quais podemos interpretar o formalismo,e, conseqüentemente, nossa metafísica. Dorato observa que a relativização de valores implica uma relativização da própria noção de objeto ou entidade, se (i) possuir algumas propriedades intrínsecas, não puramente disposicionais, é essencial para a identidade de um objeto e (ii) nenhuma entidade pode existir se não possui uma identidade intrínseca (ver Nāgārjuna c. 2º século EC [1995]). A única realidade no RQM é dada por eventos, que são o resultado de interações entre sistemas quânticos distintos, mas mesmo esses eventos podem ser descritos de maneira diferente por diferentes sistemas físicos. A interação não pode ser descrita de maneira mais precisa por uma teoria construtiva no sentido de Einstein (Einstein 1919) que pode explicar o surgimento de um resultado definido, sem apenas assumi-lo como um fato fundamental. Dorato conclui que não há problema de medição no RQM porque o RQM é implicitamente formulado como uma teoria de princípio. Ele também considera a questão do monismo prioritário, conforme definido em Schaffer (2010): Shaffer afirma que o envolvimento da mecânica quântica é evidência de que todo o universo tem prioridade ontológica em relação a suas partes. Dorato ressalta que a firme defesa do relacionalismo da RQM tem conseqüências radicais anti-holísticas.

O segundo aspecto característico do RQM apontado por Dorato é que, consequentemente, a melhor maneira de capturar a natureza dos sistemas quânticos ainda não interagindo é pôr em jogo uma forma de disposicionalismo: a única maneira de atribuir algum tipo de intrínseca ao propriedades dependentes do estado dos sistemas quânticos é atribuir-lhes disposições para se manifestarem de uma certa maneira, de acordo com as interações às quais estão sujeitos. O disposicionalismo está presente em muitas outras visões da mecânica quântica (Dorato 2006), mas se encaixa particularmente bem no contexto da RQM. Diferentemente das interpretações Qbistas da teoria quântica, que são centradas em agentes, no RQM a relação “(S) manifesto (q) em relação a (S ')” é simétrica, e isso é uma simples conseqüência da hipótese. que nos sistemas quânticos de RQM e "observadores" estão no mesmo nível. Como conseqüência de seu aspecto relacional e disposicional, Dorato enfatiza o fato de que no RQM não pode haver um fluxo universal de devir, mas apenas local, dependente da linha mundial e relacional. Isso ainda conta como uma forma relacional de devir: nenhuma maré universal de surgir, mas um entrecruzamento de ondas. Como um sistema físico pode exemplificar uma dada sucessão de eventos apenas relativamente a outro sistema e não absolutamente, no RQM não pode haver tempo cósmico, de modo que também na relatividade geral a sucessão temporal de eventos não pode ser considerada como uma ordem total. Em certo sentido, no RQM não há estado quântico do universo, ou o ponto de vista de Deus, uma vez que o cosmos só pode ser descrito "de dentro de uma perspectiva específica". Dorato enfatiza o fato de que na RQM não pode haver um fluxo universal de devir, mas apenas local, dependente da linha mundial e relacional. Isso ainda conta como uma forma relacional de devir: nenhuma maré universal de surgir, mas um entrecruzamento de ondas. Como um sistema físico pode exemplificar uma dada sucessão de eventos apenas relativamente a outro sistema e não absolutamente, no RQM não pode haver tempo cósmico, de modo que também na relatividade geral a sucessão temporal de eventos não pode ser considerada como uma ordem total. Em certo sentido, no RQM não há estado quântico do universo, ou o ponto de vista de Deus, uma vez que o cosmos só pode ser descrito "de dentro de uma perspectiva específica". Dorato enfatiza o fato de que na RQM não pode haver um fluxo universal de devir, mas apenas local, dependente da linha mundial e relacional. Isso ainda conta como uma forma relacional de devir: nenhuma maré universal de surgir, mas um entrecruzamento de ondas. Como um sistema físico pode exemplificar uma dada sucessão de eventos apenas relativamente a outro sistema e não absolutamente, no RQM não pode haver tempo cósmico, de modo que também na relatividade geral a sucessão temporal de eventos não pode ser considerada como uma ordem total. Em certo sentido, no RQM não há estado quântico do universo, ou o ponto de vista de Deus, uma vez que o cosmos só pode ser descrito "de dentro de uma perspectiva específica".mas um entrecruzamento de ondulações. Como um sistema físico pode exemplificar uma dada sucessão de eventos apenas relativamente a outro sistema e não absolutamente, no RQM não pode haver tempo cósmico, de modo que também na relatividade geral a sucessão temporal de eventos não pode ser considerada como uma ordem total. Em certo sentido, no RQM não há estado quântico do universo, ou o ponto de vista de Deus, uma vez que o cosmos só pode ser descrito "de dentro de uma perspectiva específica".mas um entrecruzamento de ondulações. Como um sistema físico pode exemplificar uma dada sucessão de eventos apenas relativamente a outro sistema e não absolutamente, no RQM não pode haver tempo cósmico, de modo que também na relatividade geral a sucessão temporal de eventos não pode ser considerada como uma ordem total. Em certo sentido, no RQM não há estado quântico do universo, ou o ponto de vista de Deus, uma vez que o cosmos só pode ser descrito "de dentro de uma perspectiva específica".já que o cosmos só pode ser descrito "de dentro de uma determinada perspectiva".já que o cosmos só pode ser descrito "de dentro de uma determinada perspectiva".

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  • Wood, Daniel, 2010, “Tudo é relativo: Rovelli encontrou o caminho para sair da floresta?”, Manuscrito não publicado. URL =

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