El número de octubre de 1990, muerto en Ginebra el físico irlandés John S. Bell. Desde su vinculación al equipo directivo del CERN, en 1960, se había dedicado al estudio de problemas actuales de la física de partículas, sus trabajos sobre producción de bosones vectoriales intermediarios (en colaboración con M. Veltman), sobre reacciones nucleares con neutrinos, interacciones débiles de los kaones y, en particular, el descubrimiento de las anomalías (con R.Jackiw) contribuyeron el desarrollo de la teoría cuántica de campos. Pero un teorema publicado en 1964 en una revista de corta vida es sobre por lo cual seguramente será recordado en el futuro, y no solo por los especialistas en física. El Teorema de Bell fue la respuesta más contundente a un desafío planteado por Einstein en 1935 y reiterado por él hasta los últimos días de su existencia. Este descubrimiento teórico reabrió el debate sobre los fundamentos de la mecánica cuántica y desencadeno una avalancha de experimentos para poner a prueba la validez de algunos de las predicciones cuánticas mes paradógicas.
El número de octubre de 1990, muerto en Ginebra el físico irlandés John S. Bell. Desde su vinculación al equipo directivo del CERN, en 1960, se había dedicado al estudio de problemas actuales de la física de partículas, sus trabajos sobre producción de bosones vectoriales intermediarios (en colaboración con M. Veltman), sobre reacciones nucleares con neutrinos, interacciones débiles de los kaones y, en particular, el descubrimiento de las anomalías (con R.Jackiw) contribuyeron el desarrollo de la teoría cuántica de campos. Pero un teorema publicado en 1964 en una revista de corta vida es sobre por lo cual seguramente será recordado en el futuro, y no solo por los especialistas en física. El Teorema de Bell fue la respuesta más contundente a un desafío planteado por Einstein en 1935 y reiterado por él hasta los últimos días de su existencia. Este descubrimiento teórico reabrió el debate sobre los fundamentos de la mecánica cuántica y desencadeno una avalancha de experimentos para poner a prueba la validez de algunos de las predicciones cuánticas mes paradógicas.
En este trabajo se investiga la relevancia filosofica del Teorema de Bell a traves del estudio critico de las que se han venido senalando como posibles implicaciones de su confirmacion experimental, prestando especial atencion a su significado para la discusion filosofica del realismo. Estructurado en tres partes, en la primera se contextualiza historicamente el Teorema senalando los problemas respecto a los cuales se pregunta por su relevancia, problemas que se concretaron en el debate Einstein-Bohr. En la segunda parte se realiza un primer analisis formal del Teorema de Bell asi como de los experimentos realizados para contrastarlo. Finalmente, la significatividad del Teorema se discute en la tercera y ultima parte, en donde se analiza su relacion con cuestiones como la naturaleza del espacio-tiempo, la causalidad y la metafisica de la causacion, el holismo y/o la no-separabilidad y los criterios de individuacion, la naturaleza de la explicacion y la explicacion causal, o la definicion de objetividad. Entre las conclusiones alcanzadas cabe destacar que, ni el Teorema de Bell -su mero analisis logico-conceptual- soluciona los problemas de inteligibilidad de la mecanica cuantica -solo revela la dificultad de conciliar esta con la Teoria de la Relatividad-, ni trasciende los terminos en que Einstein y Bohr dejaron definido el debate al respecto, ni resuelve en modo alguno la disputa filosofica acerca del realismo, aunque es cierto que senala alguno de sus limites.
I. IntroduccIónHace más de 80 años que, en el marco del V Congreso Solvay (Bruselas, 927), la entonces nueva Mecánica Cuántica fue postulada como "una teoría completa, cuyas hipótesis fundamentales, físicas y matemáticas, no son susceptibles de modificación", y que "conduce a resultados precisos en lo que concierne a valores medios, pero no da ninguna información sobre los detalles de cada proceso individual".2 La nueva física, pese a su consolidación como una de las más fructíferas herramientas desarrolladas en ciencia, fue desde su origen objeto de un debate interpretativo que, muchos años después, permanece abierto.El estudio de la interpretación estándar del formalismo cuántico es imprescindible para conocer el contenido de ese debate y sus implicaciones para nuestra concepción de la realidad física.En este artículo, sirviéndonos de algunos de los experimentos cuyos resultados más nos alejan de la intuición clásica, discutiremos las consecuencias epistemológicas que la nueva teoría ha supuesto para nuestra concepción de la naturaleza y de la forma con que la representamos.Porque, en palabras de Legget, "La Mecánica Cuántica es mucho más que simplemente una teoría; es una forma completamente nueva de mirar al mundo, implicando un cambio de paradigma quizás más radical que ningún otro en la historia del pensamiento humano".
La capacidad predictiva de la mecánica cuántica es prácticamente inigualable. Sin embargo, no hay claridad—y mucho menos consenso—sobre qué nos dice la teoría sobre la naturaleza del mundo. Esta gran pregunta ha generado apasionados debates a lo largo del tiempo; el problema es que, a menudo, dichos debates se han llevado a cabo con poco rigor y precisión conceptual. Los teoremas de imposibilidad en los fundamentos de la mecánica cuántica ofrecen un marco teórico sólido para abordar estas cuestiones de una manera más sistemática y objetiva. La finalidad de este manuscrito es examinar un conjunto selecto de estos resultados, compuesto por el argumento de EPR, el teorema de Bell, el teorema de Kochen‑Specker, el trilema de Maudlin y el teorema PBR. El objetivo es proveer un esquema para explorar preguntas conceptuales en torno a la mecánica cuántica de manera más rigurosa y precisa.
La intención de este artículo es analizar las posiciones desplegadas por Albert Einstein y Niels Bohr en lo que respecta a su interpretación de la mecánica cuántica. El propósito es mostrar que ambos compartieron, pese a sus diferencias, la búsqueda por alcanzar una descripción objetiva del mundo cuántico. Einstein desde una actitud más crítica hacia la formulación actual de la teoría, mientras que Bohr realizó una enunciación que buscó describir objetivamente los fenómenos cuánticos. Para desarrollar la crítica de Einstein al modelo cuántico, conviene detenernos brevemente en algunas consideraciones sobre su interpretación del conocimiento y la realidad. El creador de la teoría de la relatividad entiende que la realidad existe, que el universo tiene una estructura propiamente cognoscible a partir de la que el hombre puede construir una imagen del mundo que nos lo haga racional. El desarrollo del conocimiento parte para Einstein de la experiencia sensible, a partir de la cual comienza el proceso metafísico de generación de conceptos o categorías. Estos, a diferencia de las categorías kantianas, son una libre creación humana, que nos compromete con una forma particular de interpretar y pensar el mundo. Podemos entonces, desde este desarrollo, derivar las leyes de la naturaleza (EA1-068), generando una teoría física, presentada como "un intento por construir conceptualmente un modelo del mundo real, así como de su estructura regida por leyes” (EA 1-603). La estructura de una teoría es el proceso dinámico en el que participa la razón, que desde su creatividad provee la estructura, y la experiencia, quien solamente juzga la validez de la teoría.
Desde hace mas de tres cuartos de siglo, sabemos que la naturaleza esta regida por las leyes que determina una teoria fisica en muchos aspectos paradojica y contraintuitiva: la fisica cuantica. Sin apenas matematicas, situando aquello que se trata en un contexto historico, y utilizando unas atractivas ilustraciones que destacan las principales ideas que aparecen en el, este libro, La realidad cuantica, presenta los fundamentos de la mecanica cuantica. Su objetivo primero es explicar los desconcertantes conceptos de superposicion, colapso y entrelazamiento, que sostienen el edificio cuantico. Recurriendo a experimentos, los autores, dos destacados investigadores en esa rama de la fisica, van desvelando, de un modo intuitivo, esos conceptos, explicando, asimismo, resultados fundamentales como los producidos por John Bell, que precipitaron la caida del mundo determinista defendido por Einstein. Una vez establecida esa base teorico-experimental, y siguiendo el mismo procedimiento intuitivo, los autores presentan las modernas aplicaciones de esos conceptos cuantico: teleportacion, criptografia y ordenadores cuanticos. Todas ellas se enmarcan en la Teoria de la Informacion Cuantica, una disciplina tras la que se esconden importantes interrogantes que tambien se tratan aqui, tales como si la informacion es suficiente para interpretar correctamente la mecanica cuantica, o si el mundo se explicaria, en ultimo termino, como informacion.
Es pensado que la Mecánica Cuántica es una de las teorías fundamentales en la física. Esta teoría no solo ha permitido el estudio detenido de las propiedades de la naturaleza a una escala atómica, sino que también ha logrado una asombrosa convergencia con gran parte de las teorías clásicas. Un rasgo distintivo de la Mecánica Cuántica es su naturaleza probabilística, lo que implica que no puede prever con absoluta certeza el resultado de un experimento, sino tan solo asignar una probabilidad específica a su ocurrencia. En virtud de esta característica, la Mecánica Cuántica introduce un contexto donde llevar a cabo una medición se convierte en un proceso intrínseco. A pesar de ello, ninguno de sus fundamentos aborda explícitamente la definición de lo que constituye una medición cuántica. Aunque este procedimiento evidencia tanto la naturaleza probabilística a pequeña escala como el carácter determinista del ámbito macroscópico, surge de manera pertinente la pregunta: ¿qué se entiende por medición? O, al menos, ¿cómo llevar a cabo una medición? Diversos esfuerzos han sido realizados con el fin de construir un marco conceptual riguroso que describa el proceso de medición cuántica. En este estudio, se examinará detenidamente el esquema de medición propuesto por von Neumann interpretado a partir de la interacción entre el sistema principal y su entorno, así como los posibles tipos de mediciones que pueden surgir en estos sistemas. Sin embargo, al adentrarnos en el ámbito de la Teoría Cuántica de Campos y buscar realizar mediciones en este contexto, es imperativo ampliar la noción de medición de acuerdo con los principios de localidad y causalidad. Por ende, al establecer un marco claramente definido para las mediciones, también se delinean ciertas operaciones que son físicamente permitidas. Este trabajo se propone examinar los protocolos de medición en campos relativistas con el objetivo de comprender el protocolo propuesto por Fewster y Verch como una generalización de la teoría de medición cuántica no relativista.