Christoph Lehner é um filósofo da física especializado em história da física quântica. Ele foi consultor e organizador de uma série de conferências internacionais sobre a história da física quântica.

Ele foi editor do Projeto de Documentos de Einstein na Universidade de Boston e no Instituto de Tecnologia da Califórnia, além de consultor científico da exposição "Einstein, Engenheiro do Universo", realizada em Berlim em 2005.

Com Michel Janssen, ele editou a edição de 2014 do Cambridge Companion to Einstein e contribuiu com o artigo "O Realismo de Einstein e sua Crítica à Mecânica Quântica". Este foi um dos três artigos focados na física quântica de Einstein. Os outros foram "O Enigma Quântico", de Olivier Darrigol , e "O Desafio Experimental dos Quanta de Luz", de Roger H. Stuewer .

A visão de Lehner sobre o realismo de Einstein vai além da ideia simples (embora correta) de que existe um mundo real de objetos "lá fora", em grande parte independente dos seres humanos e, especialmente, dos físicos. Ela transcende a visão empirista lógica, derivada de Immanuel Kant e Ernst Mach, de que esse mundo pode, lógica e fenomenologicamente, consistir apenas nas sensações "imediatamente dadas" da experiência, o mundo fenomênico de Kant e o resumo econômico das experiências de Mach.

A "realidade objetiva" de Einstein nos leva além do que Einstein considerava o absurdo das ideias quânticas atuais, como a de que nada acontece até que um físico faça uma medição .

Lehner baseia-se na visão do filósofo da ciência Arthur Fine de que Einstein está comprometido com um método , que o realismo de Einstein não é uma afirmação epistemológica sobre a relação entre a ciência e uma realidade independente da mente, mas sim uma afirmação "metodológica" sobre a ciência e seu aparato. Lehner chama isso de " realismo metodológico " de Einstein.

O próprio Einstein descreve seu método em sua palestra Herbert Spencer de 1933, "Sobre o Método da Física Teórica". A ciência é construída sobre "princípios" gerais fundamentais, em vez de ser baseada em "fatos" particulares. Os princípios de Einstein são frequentemente invariâncias , como a velocidade constante da luz em todos os referenciais inerciais e o princípio da relatividade, que afirma que as leis da física são as mesmas em todos esses referenciais, ou o princípio da covariância em sua relatividade geral.

Mas, muito além de seu sucesso na relatividade, os princípios de Einstein incluem a simetria de Emmy Noether e as leis de conservação que dela derivam. Enquanto Niels Bohr passou muitos anos questionando a conservação de energia na interação da luz com a matéria, para preservar sua ideia de que a luz é uma onda contínua e não o quantum de luz de Einstein (nosso fóton), Einstein baseou suas previsões de como um fóton interagiria com um elétron no princípio da conservação do momento e da energia, após sua descoberta de que as partículas de luz possuem momento.

A molécula recebe um impulso quando absorve ou emite energia ε Por exemplo, consideremos a emissão do ponto de vista da eletrodinâmica clássica. Quando um corpo emite radiação ε, ele sofre um recuo (momento) ε/c se toda a energia da radiação for emitida na mesma direção. Se, no entanto, a emissão for um processo espacialmente simétrico, como uma onda esférica, nenhum recuo ocorre. Essa alternativa também desempenha um papel na teoria quântica da radiação. Quando uma molécula absorve ou emite energia ε na forma de radiação durante a transição entre estados teoricamente possíveis na mecânica quântica, esse processo elementar pode ser visto como totalmente ou parcialmente direcionado no espaço, ou ainda como simétrico (não direcionado). Constatamos que chegamos a uma teoria livre de contradições somente se interpretarmos esses processos elementares como processos totalmente direcionados.

(" Sobre a Teoria Quântica da Radiação ", p. 65)

Em 1916 e 1917, Einstein demonstrou que a radiação contínua e esfericamente simétrica de Bohr não explicava as emissões aleatórias de seus quanta de luz. Bohr finalmente cedeu quando se percebeu que a descoberta do "Efeito Compton" por Arthur Holly Compton confirmara a previsão de Einstein e invalidava as afirmações de Bohr-Kramers-Slater .

Outro dos princípios básicos de Einstein é o que ele chamou de "princípio de Boltzmann", que equipara a entropia ao logaritmo do número de arranjos possíveis de partículas materiais no espaço de fase, S = k lnW .

Lehner cita a resposta de Einstein ao livro de Moritz Schlick sobre a realidade física.

O que hoje designamos como "real" na física é, sem dúvida, o "organizado espaço-temporalmente", e não o "dado imediatamente". O dado imediatamente pode ser uma ilusão. O organizado espaço-temporalmente pode ser um conceito estéril que não contribui para a elucidação das conexões entre o dado imediatamente.

(CPAE,8, Doc. 343)

Lehner afirma que Einstein está propondo uma distinção entre "uma realidade fenomênica como base epistemológica do nosso conhecimento e uma realidade física de eventos organizados espaço-temporalmente, que é uma construção intelectual".

Mas, como Einstein enfatiza, essa "construção" não se baseia em fatos empíricos, mas em "princípios", que são "invenções livres da mente humana" que se mostram adequadas a esses fatos em nossos testes experimentais.

E a preocupação de Einstein de que os "eventos" (coincidências pontuais) no espaço-tempo sejam "estéreis" está precisamente correta. A física também deve explicar o comportamento das "estruturas de informação", em particular suas trocas (ou interações) de informação, que chegam ao nível de "comunicações" de informação entre os seres vivos, a base própria da ciência da biologia.

A informação (por exemplo, um dos arranjos de moléculas de Boltzmann ) não é matéria nem energia, embora precise de matéria para sua materialização e de energia para sua comunicação (ou interação).

O foco de Lehner em eventos espaço-temporais reflete a preocupação de físicos matemáticos especializados em relatividade geral de que a "realidade física" consiste em estruturas quadridimensionais atemporais que descrevem todos os eventos "passados" e "futuros" existindo objetivamente da mesma forma que os eventos "presentes". Este é o conceito de John McTaggart de uma "série A" e uma "série B" do tempo.

Na "série B" de McTaggart, todos os eventos têm descrições imutáveis. Ela elimina a mudança, o progresso e a evolução. Era uma visão "atemporal", ou, como J.J.C. Smart a chamou, uma visão "sem tempo verbal". Foi influenciada pelo "universo em bloco" de Einstein-Minkowski, no qual os eventos futuros já estão presentes no espaço-tempo quadridimensional .

McTaggart argumentou que a série A é um componente necessário de qualquer teoria completa do tempo, uma vez que a mudança só ocorre na "série A". Mas ele afirmou que a "série A" é autocontraditória e que nossa percepção do tempo é, portanto, em última análise, uma ilusão incoerente.

Um universo "sem tempo verbal" é o epítome de um universo determinístico , uma visão favorecida pela maioria dos físicos matemáticos e por muitos filósofos da ciência.

Lehner cita a descrição de H.A. Lorentz sobre a visão provisória de Einstein, um pouco anterior às "ondas de matéria" de Louis de Broglie (que de Broglie atribuiu a Einstein). Nessa visão, os quanta de luz são partículas pontuais cujo movimento é determinado (estatisticamente, é claro) por uma onda ou campo guia ( Führungsfeld ). Essa era a relação de Einstein entre onda e partícula desde pelo menos 1909.

Lehner apresenta uma discussão extensa da breve apresentação improvisada de Einstein no quadro-negro durante a quinta Conferência Solvay. E várias outras páginas são dedicadas ao debate infrutífero com Bohr sobre o artigo de Einstein-Podolsky-Rosen e a "completude" da mecânica quântica.

Lehner discute então a nova relevância da EPR à luz dos experimentos propostos por John Bell para testar a existência daquilo que Bell considerava ser a ideia de Einstein de "parâmetros adicionais", posteriormente denominados "variáveis ocultas" por David Bohm . A lógica de Bell impressionou muitos, incluindo Lehner, mas sua física é questionável.

O trabalho de Bell foi apresentado como um teorema sobre diferenças mensuráveis na dependência angular das correlações entre observadores distantes dos componentes de spin ou polarização de partículas emaranhadas. Ele apresentou o teorema como "desigualdades" que apareceriam em certos ângulos. Jovens experimentadores inspirados pelo carismático Bell ficaram muito entusiasmados com a possibilidade de suas medições provarem que a física quântica estava errada e que (pelo menos a versão de Bell da) teoria determinística de Einstein estava correta. Essa era, naturalmente, a esperança de Bell.

Quando os experimentos confirmaram a mecânica quântica, Bell disse tristemente: "O programa de Einstein falhou". Mas foi apenas a ideia que Bell tinha do programa de Einstein que falhou.

Nos anos que se seguiram à formulação das desigualdades de Bell, um grande número de físicos trabalhou nos "fundamentos da física", a maioria na esperança de um retorno a uma visão determinista, que eles erroneamente acreditam ser o que Einstein desejava. Einstein nunca duvidou que o indeterminismo e uma interpretação estatística sempre fariam parte da física quântica. Suas esperanças residiam em uma teoria de campo unificado mais profunda que, de alguma forma, fundamentasse a física quântica.

Lehner observa a preocupação de Einstein de que tal teoria de campos pudesse ser impossível. Ele cita Einstein:

"Considero perfeitamente possível que a física não possa ser fundada no conceito de um campo, ou seja, em construções contínuas. Então, nada restará de todo o meu castelo de cartas, incluindo a teoria da gravitação, [mas também todo o resto da física contemporânea]."

Em 2023, Lehner fez uma apresentação no IQOQI Viena sobre "A pré-história do emaranhamento: Schrödinger e o desenvolvimento do paradoxo EPR".

Baseou-se num estudo aprofundado dos numerosos e extensos cadernos de Schrödinger, escritos em uma antiga taquigrafia alemã. No verão de 1926, Schrödinger escreve...

Os estados oscilatórios conjuntos... não podem ser dissolvidos em estados de sistemas individuais.

Lehner demonstrou que Schrödinger descobriu, quase uma década antes do paradoxo EPR,
a não-separabilidade que refutou o princípio da separabilidade de Einstein ( Trennungsprinzip ),
a principal controvérsia do paradoxo EPR .

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