IntroduccióEncara que ningú no dubta dels èxits espectaculars de la mecànica quàntica (MQ) a l'hora de donar compte d'una amplíssima varietat de resultats experimentals, no tothom està d'acord en la interpretació que cal donar al seu formulisme o en les possibilitats que constitueixi, a llarg termini, la teoria denitiva.A la llista dels detractors de l'ortodòxia quàntica, guren, entre d'altres, noms tan distingits com els de Karl Popper, Albert Einstein i David Bohm, a qui devem una sèrie d'experiments, tot sovint en versió idealitzada, que pretenen posar a prova aspectes interpretatius o la mateixa validesa de l'esmentada teoria quàntica.L'objectiu d'aquest treball és el de continuar en aquesta línia, analitzant un nou test idealitzat en què conueixen idees inicialment aportades per aquests tres reconeguts pensadors.L'any 1934, Popper va publicar una primera versió (Popper, 1934) del que, amb el temps, va acabar sent la proposta d'experiment, molt més precisa i ben formulada pel mateix autor (Popper, 1982(Popper, , 1987)), que després descriurem i, més endavant encara, modicarem en un intent de millorar-la.Es tracta, en l'opinió de Popper, d'un test crucial.És a dir, d'un test capaç de discriminar inequívocament entre dues interpretacions oposades de la MQ pel que fa, sobretot, a l'origen merament estadístic de les seves prediccions i al paper que hi té la informació que es pot tenir sobre el sistema en estudi.El test confronta, doncs, dues interpretacions
IntroduccióEncara que ningú no dubta dels èxits espectaculars de la mecànica quàntica (MQ) a l'hora de donar compte d'una amplíssima varietat de resultats experimentals, no tothom està d'acord en la interpretació que cal donar al seu formulisme o en les possibilitats que constitueixi, a llarg termini, la teoria denitiva.A la llista dels detractors de l'ortodòxia quàntica, guren, entre d'altres, noms tan distingits com els de Karl Popper, Albert Einstein i David Bohm, a qui devem una sèrie d'experiments, tot sovint en versió idealitzada, que pretenen posar a prova aspectes interpretatius o la mateixa validesa de l'esmentada teoria quàntica.L'objectiu d'aquest treball és el de continuar en aquesta línia, analitzant un nou test idealitzat en què conueixen idees inicialment aportades per aquests tres reconeguts pensadors.L'any 1934, Popper va publicar una primera versió (Popper, 1934) del que, amb el temps, va acabar sent la proposta d'experiment, molt més precisa i ben formulada pel mateix autor (Popper, 1982(Popper, , 1987)), que després descriurem i, més endavant encara, modicarem en un intent de millorar-la.Es tracta, en l'opinió de Popper, d'un test crucial.És a dir, d'un test capaç de discriminar inequívocament entre dues interpretacions oposades de la MQ pel que fa, sobretot, a l'origen merament estadístic de les seves prediccions i al paper que hi té la informació que es pot tenir sobre el sistema en estudi.El test confronta, doncs, dues interpretacions
Fa més d'un segle els físics de tot el món desenvolupaven una teoria per descriure comportaments estranys recentment descobertes d'alguns sistemes físics, això marca el naixement de la Teoria Quàntica. Algunes dècades més tard, la idea revolucionària de separar la informació de la seva companyia física va conduir a l'establiment de la Teoria de la Informació. Aquests al principi es van unir les teories independents en les últimes dècades del segle anterior deixant-nos de Teoria de la Informació Quàntica. Aquesta tesi explorarà una intersecció entre matemàtiques, física i informàtica, tractant d'aclarir l'entrellaçat de l'anterior. Tot seguit, es van establir els resultats que es van establir durant els anys d'estudis que van dur a aquest treball. La pregunta plantejada en el títol no es respondrà plenament ja que pot ser massa aviat per donar una resposta definitiva a aquesta àmplia pregunta.
Aquesta tesi discuteix la idea de propensió de Popper. La discussió té com a eix les crítiques dels autors. En particular l'enunciat de la teoria propensional del professor Fetzer: sistemes com els de la mecànica estadística o el llançament de la moneda són epistèmicament indeterministes però ònticament deterministes. Segons Fetzer, aquests sistemes no constitueixen propensions de cas singular. Aquesta assignació de probabilitats no realistes a aquests sistemes és rebutjada en la nostra tesi: la teoria propensional de Fetzer és contraria a l'autèntica naturalesa de la idea de propensió i, a més, és destructiva de tota teoria propensional. El capítol segon (Probabilitats ontològiques. La interpretació freqüencial, pàgs.35-67) s'ocupa de la interpretació freqüencial, i qüestions derivades en la 'explicació científica'. En el capítol tercer (La interpretació propensional, pàgs.69-114) es mostra el concepte de propensió i els seus trets. En el quart capítol (Distàncies bàsiques entre propensions com a tendències causals i el càlcul de probabilitats, pàgs.115-144): l'associació realista de la causalitat i la probabilitat es mostra en les vàries qüestions (per exemple, les probabilitats condicionals) derivades de les característiques de l'aparell propi matemàtic. La qüestió originària i central, el que semblava un punt de discrepància dins la visió propensional entre Fetzer i Popper, apareix establerta en el capítol cinquè (Sistemes ònticament deterministes i epistèmicament indeterministes, pàgs.145-167). El capítol sisè (Plantejament determinista d'explicació. Objeccions a la proposta propensional, pàgs.169-189) afronta la naturalesa que tenen les crítiques a la interpretació propensional. El capítol setè (Resposta a les crítiques, pàgs.191-208) (com també el capítol vuitè (El problema de la connexió entre propensions i freqüències: raons del concepte propensional, pàgs., 209-247), més reconcentrat en el problema original de l'ambigüitat de la proposta popperiana) recull, emmarca i dimensiona les afirmacions de Popper que ja contenien la resposta a les futures crítiques. La segona part (capítols nou (Irreversibilitat i direcció temporal, pàgs.263-312) i deu (Interpretació de la probabilitat i mecànica estadística, pàgs.313-361)) s'ocupa dels resultats de l'observació de la mecànica estadística. Aquesta àrea conté qüestions que tenen continguts propis. Per últim, la part tercera (els dos capítols finals: onze (Atzar objectiu, pàgs.381-421) i dotze (Realitat de la informació, pàgs.423-460)) és un afegit més especulatiu, on s'intenta projectar la idea d'una realitat indeterminista des del tema de discussió a la tesi, amb l'assaig de nocions no suficientment precisades. Al cap i a la fi, l'extensió amb aquests dos capítols mostra l'abast que en el fons té la matèria que s'ha de discutir. La presència del capítol primer (Conceptes elementals de probabilitat, pàgs.21-34) és més aviat una formalitat que part de l'argumentació, si bé correspon als continguts de la tesi. El mateix cal dir del apèndixs: A1(Menció de la teoria dels universals de David Malet Armstrong exposada en 'Universals and Scientific Realism', pàgs.477-480) A2 (Remarca sobre termodinàmica, pàgs.481-483) A3 (El "canvi conceptual" rere recents desenvolupaments en dinàmica, pàgs.485-490) A4 (Informació i perspectiva subjectivista, pàgs.491-504) A5 (Nota sobre reducció, pàgs.505-508). Aquest treball inclou Notes per a cada capítol (pàgs.509-577), Índex de matèries i autors, (pàgs.579-593) i Bibliografia (pàgs.595-602); també, tres resums o conclusions: part primera (pàgs.249-259), part segona (pàgs.363-378), part tercera (pàgs.461-473).
[cat] Entre el 1924 i el 1927 a través de la mecànica quàntica va començar a entreveure’s la idea de que alguns sistemes estaven formats pel que avui dia anomenem “partícules indistingibles”. Aquesta nova percepció de la identitat de les partícules, capgiraria la manera de concebre la naturalesa i la interacció en els sistemes formats per elements idèntics. Amb el naixement de la mecànica quàntica i els diferents descobriments de la física a l’inici del segle XX, l’estadística de Maxwell-Boltzmann ja no respon totes les preguntes que planteja la física. Al llarg dels diferents capítols veurem com neix l’estadística quàntica de Fermi-Dirac i, amb ella, la percepció de la idea d’indistingibilitat i també com evoluciona aquest concepte. Es vol entendre quin és el context científic amb el que s’arriba als anys 1924-1927, per tal d’explicar què va portar a Fermi a desenvolupar una nova estadística quàntica, anomenada actualment estadística de Fermi-Dirac, diferent a la que havien desenvolupat Bose i Einstein dos anys abans i amb un mètode totalment diferenciat (tot i que paral·lel en el temps) al que farà anar Dirac. Estudiarem també els treballs que publica Heisenberg durant aquells anys i analitzarem quin paper van jugar en el desenvolupament de les estadístiques quàntiques. Addicionalment, veurem que el mètode de Dirac, per la seva banda, vindrà marcat per la formulació, entre el 1925 i el 1926, de la nova mecànica quàntica o mecànica matricial per part de Born, Heisenberg i Jordan.
President de la SCCFQM S'ha donat la plaent circumstancia que la cloenda del Cinquantenari de la nostra Societat ha coincidit amb el centenari de la naixenca de dos il•lustres fisics alemanys: Max Born i James Franck.James Franck, en col•laboracio amb Gustav Hertz, dugue a terme el 1913 un experiment fonamental per a comprovar la validesa dels postulate de la teoria quantica de Bohr.Durant els seus anys d'exili als Estat Units, Franck es dedica als fenomens de la fotosintesi, un camp d'interes mundial en relacio amb els problemes de l'alimentacio i de la produccio d'energia.Max Born desenvolupa l'any 1914 una teoria del cos solid que permete d'explicar els efectes observats en experiments des d'un punt de vista unificat.Juntament amb Werner Heisenberg i Pascual Jordan desenvolupa a mitjan decenni dels anys vint la mecanica quantica, la qual permet una descripcio mecanico-estadistica de l'atom.Poe despres aconsegui de formular la teoria estadistica de la mecanica quantica, la qual cosa condui a una reconsideracio de la questio del determinisme en la mecanica quantica i, en realitat, en la fisica en general.Tant Franck com Born foren guardonats amb el Premi Nobel de Fisica.Ultra llur tasca com a investigadors, amb dos foren tambe professors destacats que instruiren un seguit d'estudiants realment brillants, i els capacitaren per a contribuir mes endavant d'una manera essencial al progres cientific.Abans que molts de Burs contemporanis, Franck i Born arribaren a adonar-se que un cientific to una especial responsabilitat moral i social a causa de les possibles consequencies de la seva tasca.Franck, ja abans del llancament de la primera bomba atomica, feu una crida en pro de la renuncia a aquesta arma destructiva.Born defensa reiteradament 1 amb
Este é um artigo de caráter expositivo, no qual discutimos uma variedade de tópicos relacionados aos fundamentos da física quântica, com destaque para os conceitos de identidade e de individualidade das entidades básicas tratadas por essa teoria (ou grupo de teorias). Consideramos que, se se deseja fundamentar a contraparte formal de uma possível visão das entidades quânticas como objetos destituídos de individualidade, há basicamente duas alternativas possíveis: (a) manter-nos no escopo da lógica e da matemática tradicionais, digamos em uma teoria de conjuntos como Zermelo-Fraenkel, e, nesse caso, podemos ou assumir certas condições de simetria que de certo modo nos permitem falar da não individualidade, ou restringir-nos a certas classes nas quais apenas uma relação mais fraca de indistinguibilidade está definida; (b) elaborar uma teoria matemática nova, na qual certa forma de não individualidade está ab initio incorporada para algumas das entidades. Discutimos a primeira hipótese apresentando "modelos internos" de ZFU e ZFC, onde a identidade é restrita de alguma forma, e comentamos vantagens e desvantagens dessa abordagem. Motivada pela segunda hipótese, é então desenvolvida, em seus traços principais, o que poderia ser uma mecânica quântica fundamentada em uma das possíveis teorias de conjuntos distintas das clássicas, a teoria de quase conjuntos. Como a lógica subjacente à teoria de quase conjuntos é uma lógica não reflexiva, a mecânica correspondente é denominada de mecânica quântica não reflexiva.
L'experiment d'Stern-Gerlach (SG) és considerat un dels més importants de la història de la teoria quàntica, i sovint s'utilitza en llibres de text de Mecànica Quàntica per il·lustrar el concepte d'espín i, fins i tot, els postulats de la teoria. Aquest ús didàctic tan estès ha fet que moltes vegades es confongui el rol que l'SG va jugar en el desenvolupament de la teoria quàntica: no és rar trobar fonts que afirmen que els resultats de l'SG es van rebre amb estupefacció o que van comportar el descobriment de l'espín.\n\n\t\t\t\t Si busquem estudis historiogràfics sobre aquest episodi tan important, ens trobarem davant d'una mancança completa de fonts especialitzades. La majoria de publicacions contenen poc més que algunes anècdotes entorn de l'experiment i algunes fins i tot perpetuen les interpretacions incorrectes que hem esmentat. Segurament l'únic estudi historiogràfic complet de l'experiment d'SG es pot trobar a la recent tesi de Wolfgang Trageser (“L'efecte Stern-Gerlach. Gènesi, desenvolupament i reconstrucció d'un dels experiments fonamentals de la teoria quàntica entre 1916 i 1926” —en alemany), presentada el 2011 a la Johann Wolfgang Goethe–Universität a Frankfurt am Main. L'autor tracta en detall el treball experimental d'Otto Stern i Walther Gerlach, però passa per sobre els comentaris sobre la motivació teòrica de l'experiment, així com les seves conseqüències teòriques.\n\n\t\t\t\t Analitzant en detall el context teòric que envoltava l'SG, intentarem recuperar la interpretació correcta del seu rol en el desenvolupament de la teoria quàntica; no ens ha de sorprendre trobar un relat completament nou amb importants conseqüències en l'àmbit didàctic. \n\n\t\t\t\t En aquesta tesi comencem revisant l'estat de la qüestió de la Teoria Quàntica Antiga (TQA) durant la dècada dels 1910, posant especial èmfasi en les teories de Niels Bohr i Arnold Sommerfeld. És important tenir clars els principis fonamentals d'aquesta teoria per interpretar correctament l'SG.\n\n\t\t\t\t Traçant les motivacions que van portar a l'experiment, estudiem l'efecte Zeeman i la quantització espacial. L'efecte Zeeman es pot considerar una de les principals guies dels desenvolupaments portats a terme per Bohr i Sommerfeld durant la construcció de les seves respectives teories. Precisament, una d'aquestes hipòtesis teòriques destinades a expilcar parcialment l'efecte Zeeman és la quantització espacial, proposada per Sommerfeld a mitjans 1916 i que ràpidament va ser adoptada per Bohr i incorporada a la teoria.\n\n\t\t\t\t La conveniència d'aquesta hipòtesi, però, va ser posada en dubte en repetides ocasions, i algunes de les seves prediccions experimentals no podien ser verificades. És per això que el 1921 Stern va proposar un dràstic experiment per confirmar-la (o falsar-la) d'una vegada per totes. Amb l'ajuda de Gerlach, els dos físics van trigar gairebé un any a obtenir el resultat buscat, confirmant la quantització espacial i aportant també un cert artibtratge a certs debats que s'havien establert entre Bohr i Sommerfeld sobre el nombre d'orientacions que podia atènyer un àtom immers en un camp magnètic. Malgrat aquest experiment, l'experiment d'Stern-Gerlach, sovint es postula com una pedra angular de la TQA, topem amb una contradicció històrica quan estudiem les seves conseqüències històriques. L'única reacció significativa és un article d'Einstein i Ehrenfest que posava de manifest les immenses contradiccions amb què topava la teoria si s'intentava fer un càlcul acurat de les observacions d'Stern i Gerlach. \n\n\t\t\t\t Malgrat el caire catastròfic d'aquest article, la seva publicació va obtenir una minsa resposta: breus discussions es van establir entre els dos autors i Bohr, Smekal, Born i Heisenberg. En cap es es pot considerar, però, que aquesta problemàtica s'incorporés a la naixent crisi que la TQA va patir durant el 1923–1924.