Na seção 37-1 do volume I e na seção 1-1 do volume III de suas Lições de Física de 1964 , Richard Feynman escreveu o seguinte sobre o mistério do comportamento quântico.

Optamos por examinar um fenômeno que é impossível, absolutamente impossível, de explicar de qualquer maneira clássica, e que contém a essência da mecânica quântica. Na realidade, ele contém o único mistério. Não podemos dissipar o mistério "explicando" como ele funciona. Vamos apenas dizer como ele funciona. Ao dizer como ele funciona, teremos revelado as peculiaridades fundamentais de toda a mecânica quântica.

( Aulas de Física, vol. I, cap. 37 e vol. III, cap. 1 )

Em suas palestras Messenger de 1967 em Cornell, que foram publicadas como The Character of Physical Law (A Natureza da Lei Física ), Feynman disse, de forma memorável, que " ninguém entende a mecânica quântica " (p. 129) e que o experimento da dupla fenda contém "todo o mistério da mecânica quântica".

Vou usar apenas este experimento, concebido para conter todo o mistério da mecânica quântica, para confrontá-los com os paradoxos, mistérios e peculiaridades da natureza em sua totalidade. Qualquer outra situação na mecânica quântica, como se vê, pode sempre ser explicada dizendo: "Lembram-se do experimento com os dois buracos É a mesma coisa". Vou lhes contar sobre o experimento com os dois buracos. Ele contém o mistério geral; não estou omitindo nada; estou expondo a natureza em sua forma mais elegante e complexa.

A Natureza da Lei Física, capítulo 6, p. 129.
Assista ao vídeo.

Afinal, qual é esse "único mistério" E por que Feynman não nos conta mais sobre ele além de simplesmente descrever o experimento da dupla fenda A filosofia da informação reformula a questão e propõe uma pergunta mais profunda, que não tem resposta...

Como a matemática pura da equação de Schrödinger ( informação imaterial ) pode controlar os resultados de experimentos físicos Um grande físico teórico como Feynman consegue apreciar isso como "a natureza em sua forma mais elegante e complexa". Feynman sabe como elétrons e fótons se comportam, mas afirma que ele (e nós) não conseguimos "entendê-los!".

Agora sabemos como os elétrons e a luz se comportam. Mas como posso chamar isso Se eu disser que se comportam como partículas, passo uma impressão errada; o mesmo acontece se eu disser que se comportam como ondas... Eles se comportam de uma maneira que você nunca viu antes.

A natureza da lei física, capítulo 6, p. 128

Feynman afirma que as partículas não se comportam como pesos oscilantes em uma mola, nem como pequenos planetas orbitando ao redor (p. 128). O que ele sabe, e pode ter dito, é que as ondas (na verdade, as funções de onda Ψ que são as soluções da equação de onda de Schrödinger HΨ = EΨ) não são forças como esses pesos ou planetas em movimento! Elas são apenas probabilidades matemáticas para diferentes locais possíveis onde as medições experimentais encontrarão as partículas.

Na perspectiva da filosofia da informação, o mistério mais profundo reside em como previsões matemáticas abstratas ( informação ) sobre a localização de partículas "influenciam" essas partículas a se moverem para as posições previstas, sem que haja forças concretas para empurrá-las ou puxá-las!

Será que Feynman deveria ter explicado esse mistério como algo imaterial afetando algo material Você vê a semelhança com o Problema Mente-Corpo de René Descartes ?

Uma teoria que podemos descrever, mas não explicar Uma teoria que prevê as posições onde as partículas serão encontradas, mas não consegue explicar o que as move até essas posições. Será que merece sequer o nome de "mecânica"?

Feynman afirma explicitamente: "A questão agora é: como isso realmente funciona Que mecanismo está de fato produzindo essa coisa Ninguém conhece nenhum mecanismo." ( A Natureza das Leis Físicas , p. 144)

Podemos comparar o artigo de John Bell sobre o Paradoxo EPR , que também afirmava que deveria haver um mecanismo ...

Em uma teoria na qual parâmetros são adicionados à mecânica quântica para determinar os resultados de medições individuais, sem alterar as previsões estatísticas, deve haver um mecanismo pelo qual a configuração de um dispositivo de medição possa influenciar a leitura de outro instrumento, por mais remoto que seja. Além disso, o sinal envolvido deve se propagar instantaneamente, de modo que tal teoria não poderia ser invariante de Lorentz.

"Sobre o Paradoxo de Einstein-Podolsky-Rosen", Física, Vol. 1, nº 3, pp. 195-200, 1964

Será que Feynman pensava que o emaranhamento era apenas mais uma "situação na mecânica quântica [que] pode... ser explicada dizendo: 'Vocês se lembram do experimento com os dois buracos É a mesma coisa'" Não exatamente. Em seus breves comentários sobre o Teorema de Bell, Feynman disse que "não era nada demais", apenas outra maneira de apresentar o que a mecânica quântica já sabe. Veja YouTube.com . Mas o emaranhamento envolve algo mais do que a misteriosa função de onda.

Uma teoria científica só pode ser avaliada pela sua concordância com os experimentos. Embora os resultados experimentais sejam apenas estatísticos, as previsões da teoria quântica são várias ordens de magnitude mais precisas do que as da física clássica!

E o emaranhamento não é exceção. A função de onda de duas partículas Ψ ₁₂ prevê os resultados de forma perfeita e completa. Primeiro, prevê que a sequência de spins para cada partícula será completamente aleatória! Segundo (e de forma contraintuitiva), prevê que o spin total será o mesmo que era no emaranhamento inicial, conservando o momento angular de spin total.

A mecânica quântica prevê que, embora a primeira medição seja perfeitamente aleatória, a segunda medição, não importa a distância no momento da medição, será exatamente o que é necessário para conservar o spin total, levando muitos pensadores por quase um século a acreditar que a primeira medição deve ter "influenciado" a segunda, que as partículas estão "se comunicando" a uma velocidade superior à da luz!

E milhares de experimentos de Bell confirmaram perfeitamente essas previsões teóricas!

Será que a " estranheza " do emaranhamento faz parte do " único mistério " da mecânica quântica Faz, mas não é a única parte, porque a mecânica quântica nos diz precisamente o que faz com que as duas partículas sempre pareçam perfeitamente correlacionadas . O spin total das partículas é uma constante do movimento que se conserva em todos os momentos, obrigando os spins a sempre coincidirem. Podemos ver essa restrição como uma causa comum no cone de luz das duas partículas, proveniente do aparato que as emaranhou inicialmente, localizado centralmente entre as duas medições.

A grande supervalorização das capacidades de emaranhamento vem da ideia de que Alice e Bob estão se comunicando a uma velocidade superior à da luz. Não estão. As medições de Alice e Bob criam bits de informação quando colapsam a função de onda de duas partículas proveniente do aparato de emaranhamento localizado centralmente entre eles. Tampouco qualquer informação significativa está sendo comunicada do centro causal para Alice e Bob, uma vez que os bits são gerados aleatoriamente. Mesmo assim, essas sequências de bits geradas aleatoriamente têm valor como chaves quânticas para criptografia .

Começando principalmente pelo próprio Einstein, os críticos da Interpretação de Copenhague afirmam que ela nega uma "realidade" independente de "observadores" (conscientes). Isso é extremo e seriamente falho, especialmente a afirmação absurda de que as partículas "não existem" quando não estão sendo observadas. O que não existe é o valor particular das propriedades, que, segundo a mecânica quântica, podem ter diferentes valores possíveis quando medidas.

A conservação da matéria e da energia significa que uma partícula material não pode entrar e sair da "existência".

"Você realmente acredita que a lua não está lá quando você não está olhando para ela", perguntou Einstein, em uma frase célebre, a seu colega e posterior biógrafo, Abraham Pais ( Rev. Mod. Phys. 51, 863–914 (1979), p. 907).

O que "não existe" quando ninguém está observando é informação atualizada ( conhecimento ) sobre as propriedades de uma partícula, onde ela está exatamente, como está se movendo, qual é o seu estado interno, etc.

E quando um observador realiza uma medição, o chamado colapso da função de onda não significa que algo físico esteja se movendo! É apenas informação se alterando!

A ideia absurda de que uma partícula deixa de existir e retorna quando observada contradiz um princípio básico da física, mais fundamental do que as leis mecânicas do movimento, ou seja, a conservação da massa e da energia, bem como a conservação de propriedades como o momento angular e o spin do elétron, que são cruciais para explicar o emaranhamento quântico .