Jeffrey Barrett é filósofo da ciência na Universidade da Califórnia, Irvine. Ele é um dos principais divulgadores da teoria da função de onda universal de Hugh Everett , que Everett e seu orientador de tese, John Wheeler, chamaram de formulação de " estado relativo " da mecânica quântica.

Bryce DeWitt popularizou a noção de Everett de que o universo se "divide" em qualquer evento semelhante a uma medição . DeWitt afirmou que isso implica a existência simultânea de muitos mundos "paralelos" possíveis, e o trabalho de Everett ficou amplamente conhecido como a interpretação de "muitos mundos" da mecânica quântica.

Barrett publicou diversos artigos e três livros sobre a interpretação de Everett. Junto com o escritor Peter Byrne, ele é curador dos documentos de Everett na UC Irvine . Eles compilaram "The Everett Interpretation of Quantum Mechanics: Collected Works 1955-1980 with Commentary" em 2012.

Seguindo Everett, Barrett argumenta a favor de uma inconsistência lógica entre as duas leis dinâmicas na teoria padrão da mecânica quântica:

• a evolução temporal unitária da função de onda gerada deterministicamente pela equação de Schrödinger (ver Processo de von Neumann 2 ).

• O colapso aleatório da função de onda de uma superposição de estados quânticos em um único estado, com a probabilidade de colapso em um determinado estado proporcional à sobreposição das funções de onda do novo estado com cada um dos estados da superposição. (Ver Processo de von Neumann 1. )

Barrett afirma que essas duas leis são logicamente inconsistentes e que, juntas, levam ao problema da medição :

No contexto da teoria padrão, o problema da medição resulta do fato de as duas leis dinâmicas serem mutuamente incompatíveis. Como a primeira é determinística e contínua, e a segunda é estocástica e descontínua, nenhum sistema físico pode ser governado por ambas as leis simultaneamente — de fato, como veremos, as duas leis normalmente levariam a estados físicos muito diferentes. Não há nada de errado em uma teoria ter leis dinâmicas mutuamente incompatíveis, desde que ela também forneça condições claras e distintas para quando cada uma descreve corretamente a evolução de um sistema, mas é aqui que nossa linguagem imprecisa sobre as coisas se comportarem de uma maneira quando alguém está olhando e de outra maneira quando ninguém está olhando nos prejudica.

Na interpretação da informação na mecânica quântica , existe uma sequência temporal : a lei unitária determinística descreve sistemas isolados (por exemplo, uma partícula de gás em voo livre entre colisões), enquanto a lei do colapso aleatório descreve a interação durante
a próxima colisão.

Se as informações forem registradas, a
colisão poderá servir como medição.

A teoria padrão nos diz que a dinâmica determinística descreve a evolução de um sistema, a menos que seja medida, caso em que a dinâmica aleatória entra em ação. Mas a teoria não nos diz o que constitui uma medição. Ficamos à mercê da intuição de cada um sobre quais interações devem ser consideradas medições. Embora seja possível usar essas intuições para obter boas previsões empíricas da teoria, o fato de nossas intuições sobre o que é necessário para que uma interação seja considerada uma medição serem, em última análise, vagas, significa que a mecânica quântica é, no mínimo, ambígua. Além disso, se supusermos que os dispositivos de medição são sistemas físicos comuns como quaisquer outros, construídos a partir de partículas fundamentais que interagem de maneira determinística (e por que não seriam?), então a teoria padrão é logicamente inconsistente, já que nenhum sistema pode obedecer simultaneamente às leis dinâmicas determinísticas e estocásticas. Este é o problema da medição.

( A Mecânica Quântica das Mentes e dos Mundos , pp. 14-15)

Barrett explica que a mecânica quântica é uma teoria incompleta porque não nos diz qual dos resultados possíveis de um experimento realmente ocorre:

Se aceitarmos o modelo de Everett para um bom dispositivo de medição e insistirmos que a dinâmica linear determinística usual sempre descreve corretamente a evolução temporal do estado quântico-mecânico, então, como vimos, um observador ideal M que começa em um autoestado de estar pronto para medir o spin x de um sistema S que está inicialmente em um autoestado de spin z terminará em um estado pós-medição como

< ψ > = (1 / √2) ( | x -spin up > _M | ↑ _x > _S   + | x -spin down > _M | ↓ _x > _S ).

Existem diversas estratégias para interpretar | ψ >. Uma estratégia seria insistir que, ao contrário do que a relação padrão entre autovalor e autoestado nos diz sobre | ψ >, existe um único observador pós-medição que registrou um único resultado de medição determinado. Se isso estiver correto, então | ψ > deve ser uma descrição incompleta do estado do sistema composto M + S, uma vez que claramente não nos informa qual resultado M registrou. Além disso, mesmo que os coeficientes dos dois termos na superposição pós-medição (na base de registro determinado) fossem diferentes, não seria desejável afirmar que o estado quântico-mecânico está completo, visto que sabemos por experiência que qualquer termo no estado pós-medição com um coeficiente diferente de zero representa um possível registro de medição (e o estado quântico-mecânico usual não nos diria qual termo representa o registro real do observador).

É da essência das teorias estatísticas indeterminísticas que o resultado exato não possa ser previsto.

Nesse sentido, Einstein estava certo ao afirmar que a mecânica quântica é incompleta . Bohr era orgulhoso demais para simplesmente aceitar esse fato.

A mecânica clássica, com o dobro de variáveis simultaneamente determinadas (por exemplo, posição e momento), possui o dobro da informação da mecânica quântica.

Nessa estratégia, seria necessário complementar a descrição usual do estado quântico-mecânico com um parâmetro que efetivamente seleciona um dos termos no estado final (na base de registro determinado) como aquele que descreve corretamente o resultado que o observador de fato registrou. Ou seja, se insistirmos que a dinâmica linear usual sempre descreve corretamente a evolução temporal do estado quântico-mecânico e que existe um único observador pós-medição que registra um único resultado de medição determinado, então somos naturalmente levados a abandonar a suposição de que o estado quântico-mecânico fornece uma descrição completa do estado pós-medição do observador e de seu sistema objeto. Diante disso, poderíamos tentar completar o estado (1) escolhendo uma grandeza física específica como sempre determinada (o caminho trilhado pelas teorias de variáveis ocultas padrão) ou (2) escolhendo uma regra que, por sua vez, escolha uma grandeza física determinada, dado o estado quântico-mecânico atual e o sistema em questão (o caminho trilhado por algumas das chamadas teorias modais). Mas, em ambos os casos, também é necessário ter uma regra para determinar o valor da grandeza física determinada. Qual grandeza é determinada, seu valor e o estado quântico-mecânico, juntos, forneceriam uma descrição física completa de um sistema em determinado momento.

( A Mecânica Quântica das Mentes e dos Mundos , pp. 92-93)

Para Barrett, uma grandeza "determinada" é aquela que, quando medida, produz um autovalor (ou seja, encontra-se em um autoestado). Caso contrário, um sistema quântico pode estar em uma superposição de estados.

A exigência explicativa mais imediata da mecânica quântica é explicar por que nunca observamos diretamente um sistema em uma superposição de possuir e não possuir uma determinada propriedade; ou, dito de outra forma, a mecânica quântica deveria explicar por que as medições normalmente produzem registros de medição determinados.

Na interpretação da informação na mecânica quântica , um sistema isolado S evolui continuamente. Quando interage com outro sistema, ele salta instantaneamente e aleatoriamente para um estado do sistema combinado.

Não é necessária uma medição, apenas uma interação.

Se as informações forem registradas, a
interação poderá ser considerada uma medida.

A explicação padrão se baseia na estrutura dual da dinâmica na formulação padrão de colapso da mecânica quântica: (A) se nenhuma medição for feita, um sistema S evolui continuamente de acordo com a dinâmica linear e determinística, que depende apenas das propriedades energéticas do sistema; mas (B) se uma medição for feita, o sistema S salta instantaneamente e aleatoriamente para um estado onde ele possui ou não possui, de forma determinada, a propriedade que está sendo medida, sendo que a probabilidade de cada possível estado pós-medição depende do estado inicial do sistema. Embora isso explique por que as medições geralmente fornecem registros físicos determinados, a estrutura dual da dinâmica e a ocorrência da medição como um termo primitivo indefinido na teoria são, no mínimo, curiosas. Albert Einstein, por exemplo, não acreditava que esse aspecto da teoria pudesse estar correto.

( Um argumento quântico-mecânico para o dualismo mente-corpo , Erkenntnis (2006) 65, p.98)

Barrett conta a história de Einstein dizendo: "Olha, eu não acredito que, quando não estou no meu quarto, minha cama se espalha por todo o cômodo, e que, sempre que abro a porta e entro, ela pula para o canto."

Muitos físicos não gostam da ideia de que algo acontece simplesmente porque um observador está "olhando", incluindo David Bohm , John Bell e Everett .

Barrett escreve que existem muitos modelos de "muitos mundos" e muitos modelos de "muitas mentes" também. Ele pessoalmente apoia uma "teoria Q de mente única" ( Mentes e Mundos , pp. 204-206).

Na tentativa de garantir que os registros de medição de um observador sejam determinados, pode-se adicionar uma variável oculta física Q ao estado quântico-mecânico padrão, de modo que Q seja a quantidade física sobre a qual os registros mentais de fato se baseiam, seja qual for essa quantidade. O estado quântico-mecânico evolui da maneira linear usual, e uma dinâmica auxiliar descreve a evolução do valor determinado de Q, assim como a dinâmica auxiliar descreve a evolução das posições determinadas das partículas na mecânica de Bohm. O valor de Q desempenha o papel dos estados mentais determinados na teoria da mente única, garantindo registros mentais determinados, mas aqui busca-se trocar o dualismo mente-corpo por uma variedade de dualismo físico-físico.

Esta teoria Q resolve o problema da medição quântica se, e somente se, existir uma única grandeza física Q sobre a qual todos os registros mentais de fato se sobrepõem. Simplesmente estipular que existe uma grandeza física Q ideal, sempre determinada e que, de fato, determina todos os estados mentais, parece um tanto arbitrário . Além disso, como se chega a uma teoria de variáveis ocultas, na qual existem dois tipos muito diferentes de parâmetros físicos — o estado quântico-mecânico e as grandezas físicas determinadas, cada um com suas próprias leis dinâmicas —, argumenta-se que não se evitou completamente o compromisso com um dualismo metafísico forte.

( Um argumento quântico-mecânico para o dualismo mente-corpo , Erkenntnis (2006) 65, pp.109-110)