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Sin sentido y sin observación (a vueltas con la cuántica)

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  • Sin sentido y sin observación (a vueltas con la cuántica)

    Muchas de las críticas que le efectuamos a la cuántica se basan fuertemente en dos grandes bloques:

    1º El observador determina la medida de un observable.

    2º La función de onda en sí no tiene sentido físico.

    Efectivamente estos dos puntos están presentes en la discusión de la física cuántica, pero no son exclusivos de la misma.

    Salvando ciertas diferencias, muy notables y críticas, podemos decir que la relatividad ya introduce la dependencia del observador de las magnitudes físicas de un proceso.

    A nadie le extraña leer a estas alturas que la longitud de un sistema, o el tiempo de un proceso físico, depende esencialemente del observador. Aquí estamos dando cabida a la profunda interrelación entre el observador, lo observado y las características físicas que le asociamos.

    Evidentemente en cuántica la cosa es un poco más salvaje porque el observador "colapasa" la función de onda, (por lo visto), y de un ramillete de opciones, milagrosamente se selecciona solo una de ellas como resultado de una medida.

    Esto no sería muy preocupante porque es justo lo que pasa cuando lanzo un dado, al final la probabilidad colpasa a un resultado se podría decir forzando la analogía (que no es correcta en absoluto). En cuántica lo peliagudo es que el estado inicial sobre el que medimos se convierte de manera aleatoria e incotrolable en uno de los autoestados del observables que estamos usando en la medida. Este es el verdadero problema.

    Pero en las discusiones que abundan por los foros se ciñen muy a menudo en el papel del observador, olvidando que el observador también es fundamental en relatividad. (Aunque las formulaciones más formales y geométricas de hecho no necesitan las discusiones sobre observadores, al final, para cualcular algo hemos de elegir el observador al que nos referimos).

    Y luego, el tan traido caracter no físico de la función de onda. Esto a mi siempre me ha resultado chocante, bueno siempre no, sólo cuando aprendí cuántica. Porque en física hay cantidades sin contenido físico en sí mismas y las manejamos con total soltura. Por poner un ejemplo trivial, la energía potencial de un sistema.

    A todos se nos ha dicho que la energía potencial no tiene sentido físico absoluto, que lo único que interesan son las diferencias de potencial entre dos puntos. Y nadie se lleva las manos a la cabeza.

    (Esto puede enlazar con que la energía potencial no es una cantidad invariante gauge y por tanto no puede ser observable)

    Me da lo mismo que me digan que un sistema tienen una energía potencial de 3000J, que de 0.0003J, que de 189,546J en un determinado punto. Esto esencialmente no significa nada. Hemos de tomar diferencias de energía potencial para saber de lo que estamos hablando y darle un significado físico.

    Respecto a la función de onda pasa tres cuartos de lo mismo, una cantidad que describe la evolución temporal de un sistema cuántico y que al tomar su cuadrado (o bien sola, o bien tras la actuación de un operador) nos da las probabilidades de suceder tal o cual cosa, para mi tiene la misma entidad física que la energía de un sistema.

    Así que antes de criticar la cuántica en estos puntos es bueno que recapacitemos ante las situaciones que ya hemos asumido en clásica y que no las cuestionamos.

    Saludos
    sigpic¿Cuántos plátanos hacen falta para enseñarle cuántica a un mono?

  • #2
    Re: Sin sentido y sin observación (a vueltas con la cuántica)

    En el articulo utilizas el termino observador pero no lo defines ni de lejos en ningun momento.
    Se que "observador" para alguna gente que interpreta la cuantica implica un ser consciente. Nunca lo entendi.
    Si la palabra "observador" no implica un ser consciente, ¿que sentido hay que darle a la palabra en fisica ?. Quizas la definicion:
    1º El observador determina la medida de un observable.
    ¿Todo aquello que determine la medida de un observable es un "observador"?.
    A mi esta definicion me parece correcta. Pero hay que decirla, expresarla. Porque cuando se hace, cosas como...
    En cuántica lo peliagudo es que el estado inicial sobre el que medimos se convierte de manera aleatoria e incotrolable en uno de los autoestados del observables que estamos usando en la medida. Este es el verdadero problema.
    ...dejan de ser un problema, porque ni nosotros medimos ni convertimos de manera aleatoria e incontrolable un estado inicial en un autoestado.

    Si se abre una caja y miramos dentro pueden ocurrir varias cosas:

    a) Que siempre haya lo mismo dentro.
    b) Que lo que haya dentro pueda ser distinto cada vez que abramos la caja.

    Decir que es culpa del observador, como ser conciente, el caso b), que es el que se da en la fisica cuantica, es un poco tonto. Decir que es el "hecho de abrir" la caja es lo que provoca tanto a) como b) parece muy "inteligente".
    La naturaleza a dispuesto que ocurra b). La fisca clasica suponia que ocurria a) y por tanto llego a la conclusion que podria prescindir de "el hecho de abrir la caja" para saber lo que habia dentro.
    Desgraciadamente.... hay que "abrir la caja", pero el observador como ser consciente nada tiene que ver con eso.

    Comentario


    • #3
      Re: Sin sentido y sin observación (a vueltas con la cuántica)

      Escrito por petruxx Ver mensaje
      En el articulo utilizas el termino observador pero no lo defines ni de lejos en ningun momento.
      Se que "observador" para alguna gente que interpreta la cuantica implica un ser consciente. Nunca lo entendi.
      Si la palabra "observador" no implica un ser consciente, ¿que sentido hay que darle a la palabra en fisica ?.
      Si, eso de que un ser consciente sea un observador no me gusta a mi tampoco. Supongo que habría física antes de la aparición de seres conscientes.


      Quizas la definicion:


      ¿Todo aquello que determine la medida de un observable es un "observador"?.
      A mi esta definicion me parece correcta. Pero hay que decirla, expresarla. Porque cuando se hace, cosas como...

      En cuántica lo peliagudo es que el estado inicial sobre el que medimos se convierte de manera aleatoria e incotrolable en uno de los autoestados del observables que estamos usando en la medida. Este es el verdadero problema.
      ...dejan de ser un problema, porque ni nosotros medimos ni convertimos de manera aleatoria e incontrolable un estado inicial en un autoestado.
      Da igual quien lo haga, nosotros o una cámara de fotos o lo que sea. El caso es que una medida provoca eso del colapso.

      Y por cierto nosotros somos aparatos de medida, tenemos sensores térmicos, sensores mecánicos, sensores químicos, sensores sonoros y sensores electromagnéticos... A todos los efectos somos máquinas de medir.



      Si se abre una caja y miramos dentro pueden ocurrir varias cosas:

      a) Que siempre haya lo mismo dentro.
      b) Que lo que haya dentro pueda ser distinto cada vez que abramos la caja.

      Decir que es culpa del observador, como ser conciente, el caso b), que es el que se da en la fisica cuantica, es un poco tonto.
      La cuántica no dice eso, solo algunos de los que interpreta la cuántica, que es muy distinto.

      Decir que es el "hecho de abrir" la caja es lo que provoca tanto a) como b) parece muy "inteligente".
      La naturaleza a dispuesto que ocurra b). La fisca clasica suponia que ocurria a) y por tanto llego a la conclusion que podria prescindir de "el hecho de abrir la caja" para saber lo que habia dentro.
      Desgraciadamente.... hay que "abrir la caja", pero el observador como ser consciente nada tiene que ver con eso.
      Cierto, cualquier medida, realizada por un ser consciente o no provoca el colapso como ya he dicho antes. Pero esta discusión es bastante filosófica y no le veo relación con lo expuesto en el primer mensaje.

      En el primer mensaje se hace referencia a que las formulaciones físicas siempre tienen, aunque sea de manera implícita, la noción de observador. En RE un conjunto de reglas y relojes, en MC un aparato cualquiera de medida de un observable.

      Así que coincido contigo, acharcar a la consciencia el problema me parece un poco incosciente.
      sigpic¿Cuántos plátanos hacen falta para enseñarle cuántica a un mono?

      Comentario


      • #4
        Re: Sin sentido y sin observación (a vueltas con la cuántica)

        En el primer mensaje se hace referencia a que las formulaciones físicas siempre tienen, aunque sea de manera implícita, la noción de observador. En RE un conjunto de reglas y relojes, en MC un aparato cualquiera de medida de un observable.
        Quizas. Yo no tengo tan claro que haya implicita la nocion de observador. Si escribo un libro y digo:
        "Las Hojas caen de los arboles"
        Hay implicito un observador, el que escribe, y tambien un lector. Pero..¿tiene significado fisico mas alla de la necesidad de comunicar un mensaje a un congenere nuestro?.
        ¿Esta implicito en el mensaje..
        ..las hojas caen de los arboles...
        O esta implicito en el hecho de escribirlo.?

        El observador son...¿las hojas?. Son...¿los arboles?. Es ....¿el que escribe?. Es...¿el que lee?
        La verdad, un poco de filosofia si que tiene la respuesta.

        Comentario


        • #5
          Re: Sin sentido y sin observación (a vueltas con la cuántica)

          Pero escribir un libro no es describir una teoría física. Para empezar toda teoría física ha de ser acomodada a un principio de relatividad, y los principios de relatividad siempre seleccionan los observadores privilegiados en cada contexto.

          Por lo tanto hemos de asumir que no podemos definir ninguna teoría física sin la presencia de un observador.

          Otra cosa es que la consciencia del observador sea la que provoque determinados efectos físicos.

          De hecho, la presencia de un observador en cualquier teoría es lo que hace tan dificil interpretar la cosmología cuántica ya que el observador es necesariamente parte de los definido, ya que el universo por definición abarca al observador que lo describe.
          sigpic¿Cuántos plátanos hacen falta para enseñarle cuántica a un mono?

          Comentario


          • #6
            Re: Sin sentido y sin observación (a vueltas con la cuántica)

            Da la impresion que te contradices un poco en lo que afirmas.
            Si se incluye el observador en la teoria entoces forma parte de la teoria y en principio, a menos que acabemos de demostrar la existencia de dios, debe ser descrito por la teoria. Si asi ocurre...¿entonces porque lo llamamos observador y no con otro nombre como particula, onda, campo, aceleracion o cualquier otra cosa de las que podemos definir fisicamente?

            Si no se incluye en la teoria entonces sera algo ajeno a ella y que utilizamos para entendernos y solo eso le da sentido.

            Un reloj en un punto del espacio, en Relatividad, puedo decir que es un "observador". Estaria mal empleado el termino pero desde luego puedo decirlo. Pero si lo que se describe y expresa en la teoria no cambia si quito el reloj de ese sitio y no pongo nada...¿que sentido fisico tiene el reloj?. Quizas para expresar alguna idea pero nada mas alla de eso.

            Si le atribuyes al observador sentido fisico tienes entonces la obligacion de por lo menos intentar definirlo. Esto o algo muy parecido te he oido decir en mas de una ocasion:
            "Nada que no se pueda probar fisicamente tiene sentido en una teoria fisica"

            o algo parecido. Tu te expresas mucho mejor que yo.

            Comentario


            • #7
              Re: Sin sentido y sin observación (a vueltas con la cuántica)

              Escrito por petruxx Ver mensaje
              Da la impresion que te contradices un poco en lo que afirmas.
              Puede ser...

              Si se incluye el observador en la teoria entoces forma parte de la teoria y en principio, a menos que acabemos de demostrar la existencia de dios, debe ser descrito por la teoria.
              Es que forma parte, ya desde la definición del principio de relatividad al que se acoge una determinada partícula. El problema es asimilar observador con ser consciente. Observador debe ser entendido como una entidad geométrica, como un sistema de referencia y como el que determina las invariancias espaciotemporales de la teoría.

              Si asi ocurre...¿entonces porque lo llamamos observador y no con otro nombre como particula, onda, campo, aceleracion o cualquier otra cosa de las que podemos definir fisicamente?
              Es que si uno urga un poco en las definiciones operativas de observador son justamente eso. Por ejemplo en cosmología se dice observador privilegiado a las galaxias hablando mal y pronto.

              Si no se incluye en la teoria entonces sera algo ajeno a ella y que utilizamos para entendernos y solo eso le da sentido.
              Es que como he venido diciendo es parte esencial de la teoría, pero en el sentido preciso que estoy dando, no como ser consciente.


              Un reloj en un punto del espacio, en Relatividad, puedo decir que es un "observador". Estaria mal empleado el termino pero desde luego puedo decirlo. Pero si lo que se describe y expresa en la teoria no cambia si quito el reloj de ese sitio y no pongo nada...¿que sentido fisico tiene el reloj?.
              Decir reloj, es lo mismo que decir que puedo determinar tiempos, cosa que es fundamental en física. Es decir que puedo dar valores a las componentes temporales de los objetos (entendidos como estructuras de la teoría) físicos. Decir reloj es decir que a cada punto y suceso le puedo asignar un tiempo, creo que eso tiene bastante sentido físico y operativo.

              Y encima me determinan la invariancia frente a cambios en el origen de tiempos y de ahí a la conservación de la energía... Es bastante físico.

              Si quitas el reloj, te cargas la relatividad, eso lo explica muy bien Einstein en su libro "Sobre la relatividad especial y general" (creo que este era el título).


              Si le atribuyes al observador sentido fisico tienes entonces la obligacion de por lo menos intentar definirlo. Esto o algo muy parecido te he oido decir en mas de una ocasion:
              "Nada que no se pueda probar fisicamente tiene sentido en una teoria fisica"

              o algo parecido. Tu te expresas mucho mejor que yo.
              Pues definido ha quedado, y si no, creo que está más claro en el post donde enuncio los distintos principios de relatividad.



              Pero por decirlo más formal, un observador es una congruencia de curvas que cumplen determinadas condiciones sobre el paso de una a otra. Pero es que esta definición me parece demasiado fria.
              sigpic¿Cuántos plátanos hacen falta para enseñarle cuántica a un mono?

              Comentario


              • #8
                Re: Sin sentido y sin observación (a vueltas con la cuántica)

                [FONT=Times New Roman]Puedo o no estar de acuerdo con lo que afirma una persona pero siempre trato de entenderlo. Siempre he creído que eso me enriquece.[/FONT]

                [FONT=Verdana][FONT=Verdana]….Si escribo un libro y digo:[/FONT]
                [FONT=Verdana]"Las Hojas caen de los arboles"…[/FONT]
                [/FONT]
                [FONT=Verdana]Estoy describiendo una teoria fisica. No sera muy fina matemáticamente pero si que define entes con los que jugar físicamente: Hojas, árbol y como interaccion la palabra “caer” no deja de tener su sentido fisico.[/FONT]

                [FONT=Verdana]Mi duda sobre quien es el observador[/FONT]
                [FONT=Verdana][FONT=Verdana]El observador son...¿las hojas?. Son...¿los arboles?. Es ....¿el que escribe?. Es...¿el que lee?[/FONT]
                [/FONT]
                [FONT=Verdana] también queda resuelta: “Los arboles” y la “hojas”[/FONT]

                [FONT=Verdana]Creo que sea cual sea la teoria final del universo nunca habra ningun problema en determinar que es el observador porque sera la misma teoria.[/FONT]

                [FONT=Verdana]
                [FONT=Verdana]Pero por decirlo más formal, un observador es una congruencia de curvas que cumplen determinadas condiciones sobre el paso de una a otra. Pero es que esta definición me parece demasiado fria.[/FONT]
                [/FONT]
                [FONT=Verdana]No es fria. Es lo que hay. Sin la congruencia de curvas que cumplen determinadas condiciones sobre el paso de una a otra…….no habra teoria.[/FONT]

                [FONT=Verdana]Puedo o no estar de acuerdo, pero creo que entiendo lo que me dices.[/FONT]

                Comentario


                • #9
                  Re: Sin sentido y sin observación (a vueltas con la cuántica)

                  Pues para mí, la cuántica va más allá. El obserbador de que las hojas caigan de los árboles sería el que lo padece y doy por hecho que lo escribe. Y el de la frase escrita "las hojas caen de los árboles", el que lo lee. Y las hojas y los árboles serían obserbables, "congruencias de curvas que cumplen determinadas condiciones sobre el paso de una a otra" para el obserbador, que, además de tambien serlo, tiene la propiedad de ser la referencia inalterable de lo obserbado.

                  La consciencia sería un paso más abstracto y complejo del obserbador elemental que supongo que entra en el terreno filosófico.

                  Saludos.
                  Solo se vive una vez; que mejor manera de aprovecharla que intentar averiguar en la medida de lo posible de que cojones va todo esto de la existencia y la realidad de la que se compone.

                  Comentario


                  • #10
                    Re: Sin sentido y sin observación (a vueltas con la cuántica)

                    Me parece una reflexión muy buena Entro el intentar buscar analogías con la física clásica, pero no acabo de ver la validez de la analogía con la situación del observador en la relatividad especial por ejemplo. El problema con el observador en la interpretación de Copenhague es que este determina el límite de validez de la teoría. A partir de cierto momento en el instante de medición la mecánica cuántica deja de funcionar tal y como describen sus ecuaciones, y el sistema es objeto de un proceso inpredecible y aleatorio.

                    En mi opinión precisamente lo difícil del asunto es la acción del observador para eliminar la validez de las ecuaciones en las que se basa la teoría e introducir ese factor aleatorio. Otras interpretaciones de la mecánica cuántica solucionan este aspecto de otra forma, pero al final lo que es común a todas ellas es que no tenemos ni idea de cómo predecir el resultado exacto de ciertos experimentos. En otras interpretaciones el malestar, o la inconsistencia, simplemente se traslada del observador a otro fenómeno, como unos múltiples mundos, o unas condiciones iniciales indeterminables.

                    Un saludo.

                    Comentario


                    • #11
                      Re: Sin sentido y sin observación (a vueltas con la cuántica)

                      Totalmente de acuerdo, por eso se dice explícitamente esto:


                      Escrito por Entro Ver mensaje
                      Salvando ciertas diferencias, muy notables y críticas, podemos decir que la relatividad ya introduce la dependencia del observador de las magnitudes físicas de un proceso.

                      ......

                      Evidentemente en cuántica la cosa es un poco más salvaje porque el observador "colapasa" la función de onda, (por lo visto), y de un ramillete de opciones, milagrosamente se selecciona solo una de ellas como resultado de una medida.
                      Creí que estaba claro, pero aún así, la presencia de un observador, colapse o no, ya está presente en toda teoría física.
                      sigpic¿Cuántos plátanos hacen falta para enseñarle cuántica a un mono?

                      Comentario


                      • #12
                        Re: Sin sentido y sin observación (a vueltas con la cuántica)

                        Quizás conocéis las ideas de Anton Zeilinger. Propone una interpretación de la función de onda como una descripción del estado del sistema en términos de teoría de la información. Postula que todo sistema sólo puede transportar una cantidad máxima de información y sugiere que de este hecho podría derivarse el principio de incertidumbre: a la hora de una medición, la obtención de información precisa sobre uno de sus observables hace que otro incompatible deba difuminarse.

                        El papel del observador desde una perspectiva así sería el mismo que en la mecánica estadística. El colapso de la función de onda sólo reflejaría el hecho de que actualizamos nuestra información sobre el universo, y esto ocurre de forma instantanea. Además, actualizar una descripción estadística lleva a una ruptura con la teoría o ecuaciones que describen la evolución ya que la información obtenida proporciona conocimiento sobre el microestado concreto.

                        Pero el caso es que una distribución de probabilidades, al menos las probabilidades usuales de la mecánica estadística, no se comporta como una onda que cumple la ecuación de Schroedinger, y no puede interferir y tal. Tal posición requiere probablemente de una redefinición de los conceptos de información y probabilidad usados en la mecánica estadística y la cuántica. ¿Alguien conoce estas ideas de Zeilinger y puede/quiere comentar algo?

                        Un saludo.

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