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Teoria quântica: estudos históricos e implicações culturais

Olival Freire, Osvaldo Frota Pessoa Junior, Joan Lisa Bromberg

Published Jan 1, 2011• 14 citations
Publisher

Abstract

vieram ao Brasil para trabalhar com Bohm, enquanto Léon Rosenfeld veio para estabelecer o contraponto entre a interpretação causal e a visão da complementaridade patrocinada pelo físico dinamarquês Niels Bohr.Ainda na década de 1960 foi a vez de Klaus Tausk, professor da USP, envolver-se em acirrada controvérsia com físicos italianos e com Rosenfeld sobre o problema da medição na Teoria Quântica.Pouco depois, o físico brasileiro José Leite Lopes, exilado em Estrasburgo, na França, junto com o físico francês Michel Paty, promoviam evento, que gerou o livro Quantum mechanics -a half century later, que contribuiu para criar um espaço favorável à pesquisa sobre os fundamentos da Teoria Quântica.Recentemente, os desenvolvimentos teóricos sobre o efeito descoerência e o experimento tipo "gato de Schrödinger", que testou pela primeira vez esse efeito, contam entre seus protagonistas com os físicos brasileiros Amir Caldeira e Luiz Davidovich.Os capítulos deste livro estão organizados em quatro partes.A primeira, intitulada História da teoria quântica -desenvolvimentos e fundamentos, reúne artigos com uma abordagem eminentemente histórica sobre aspectos da pesquisa em Teoria Quântica na segunda metade do século XX.A segunda parte, Implicações filosóficas da teoria quântica, está integrada por textos essencialmente filosóficos, versando sobre a interpretação da Teoria Quântica.As Implicações culturais e educacionais da teoria quântica, terceira parte, referem-se a fenômenos, como o "misticismo quântico," a presença da quântica no teatro e o ensino dessa teoria física.Por fim, a última parte, Construção da teoria quântica: história e tendências de pesquisa, está composta por trabalhos históricos que exploram o período da construção da Teoria no início do século XX, bem como trabalhos que mesclam abordagens históricas com possibilidades atuais de desenvolvimento da pesquisa em seus fundamentos.O livro compreende 21 capítulos e 28 autores, divididos entre brasileiros e estrangeiros, em proporções aproximadamente iguais.Reúne desde pesquisadores-sênior a estudantes de pós-graduação.Os trabalhos aqui reunidos foram apresentados em versões preliminares, no workshop que dá origem ao livro.As versões preliminares foram submetidas a um processo de arbitragem e seleção, conduzido pelos organizadores do volume, de modo que esses textos representam um esforço coletivo de discussão e elaboração que teve início naquele workshop e que se prolongou por quase um ano e meio.

DOI
10.7476/9788578791261

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Causality and Quantum Mechanics: The Development of Erwin Schrödingers Work (1918-1926).

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A tese aborda a questão da causalidade na mecânica quântica a partir de uma análise histórica e filosófica do trabalho de Erwin Schrödinger, focando no período de 1918 a 1926. Utilizando uma perspectiva de História Cultural das Ciências, a pesquisa explora como as influências culturais e intelectuais do início do século XX moldaram as abordagens de Schrödinger em relação ao conceito de causalidade. O estudo é estruturado em capítulos independentes que abordam aspectos distintos dessa transformação. O Capítulo 1 revisita a influente tese de Paul Forman, intitulada Weimar Culture, Causality and Quantum Theory, que sugere que o ambiente cultural da Alemanha de Weimar, marcado por um clima de pessimismo e uma rejeição crescente da racionalidade, influenciou o desenvolvimento de uma abordagem acausal na física quântica. A autora analisa como essa tese foi recebida ao longo das décadas, as críticas enfrentadas e a relevância contínua de suas proposições para a historiografia das ciências. O Capítulo 2 foca na filosofia de ciência de Schrödinger, especialmente no desenvolvimento da mecânica ondulatória. Este capítulo examina como e quais influências se deram sobre o pensamento de Schrödinger, como o do físico Franz Exner particularmente em relação a ideias sobre indeterminação e estatística e a reação de Schrödinger à teoria de Bohr-Kramers-Slater que introduzia uma interpretação probabilística para fenômenos quânticos. O capítulo mostra como Schrödinger entendia a utilização da causalidade no desenvolvimento da ciência como algo que não era nem correto nem errado, apenas conveniente em determinados casos fazendo, assim, alusão ao pensamento de Poincaré sobre a utilização de diferentes geometrias. A tese argumenta pela necessidade de uma abordagem que considere os cientistas como agentes ativos na construção do conhecimento, em vez de meros receptores passivos das influências culturais. Essa perspectiva dinâmica propõe uma rede de interações culturais e intelectuais, em que os cientistas utilizam recursos culturais de forma crítica e seletiva para moldar suas teorias. Conclui-se que, para entender as transformações no conceito de causalidade na mecânica quântica, é essencial considerar como contextos históricos e culturais influenciam, de maneira complexa e multifacetada, as trajetórias individuais e coletivas dos cientistas. A tese de Forman serve como ponto de partida, mas a análise sugere que uma metodologia mais orgânica e integrada, que leve em conta tanto os fatores culturais quanto as idiossincrasias pessoais, pode oferecer uma compreensão mais robusta dessas dinâmicas científicas.

•Oct 22, 2024•0 citations

Crise Epistemológica da Teoria Quântica

João Renato Amorim Feitosa

Podemos facilmente constatar que o desenvolvimento das principais teorias do conhecimento do período moderno da filosofia ocidental guardou uma estreita relação com o status quo do desenvolvimento da matemática e das ciências de uma maneira geral. Essa característica é sobretudo evidente no projeto kantiano de fornecer as bases filosóficas para explicar a possibilidade da geometria (euclidiana) e da física newtoniana, as quais Kant fundamentou sob princípios os quais considerou condições sine qua non do conhecimento humano. Contudo, a física que se desenvolveu na primeira metade do século XX apresentou situações em que os próprios físicos tiveram que se questionar acerca dos problemas epistemológicos envolvidos na descrição, interpretação, e em última instância, na comunicação dos fenômenos observados, de modo que alguns conceitos caros à epistemologia tradicional se mostraram ora inválidos, ora ineficientes para explicar a possibilidade de conhecimento objetivo diante desse novo conjunto de fenômenos. Portanto, gostaríamos de apresentar de maneira breve de que modo ocorre essa contraposição entre epistemologia tradicional e teoria quântica, bem como o modo como os físicos Niels Bohr e Werner Heisenberg lidaram com a nova situação que se apresentava.

Revista de Filosofia Moderna e Contemporânea•Apr 30, 2022•0 citations

Um breve passeio por alguns dos princípios da Física Quântica

Rodolfo Alves De Carvalho Neto, Giulia Engel Accorsi

Quer conhecer um pouco da história da física quântica? Nesse texto, os autores fazem um passeio por alguns dos princípios da teoria quântica e mostram como ela é a ferramenta científica de maior poder preditivo da humanidade. Destacam que ela surgiu na década de 1920 com nomes como Heisenberg e Schrödinger, e vive hoje uma "segunda revolução" focada na tecnologia da informação. A teoria permitiu o desenvolvimento do GPS e do laser, além da promessa dos computadores quânticos ultravelozes. O texto ressalta também que, apesar do seu sucesso incontestável, a mecânica quântica ainda gera debates filosóficos, como o "Problema da Medição" e as críticas históricas de Einstein sobre a completude da realidade. A física quântica é uma ciência que equilibra precisão matemática absoluta com o fascinante mistério do mundo subatômico.

Ciência em Síntese•Mar 30, 2026•0 citations

Niels Bohr e as lições filosóficas da Teoria Quântica

Rafael Velloso

Com base na produção bibliográfica de Niels Bohr, entre os anos de 1913 e 1931, o presente artigo busca reconstruir o processo de elaboração das duas principais ideias do físico dinamarquês: os princípios de correspondência e complementaridade. Através desta reconstrução, busca-se analisar as possíveis motivações (a nível físico, filosófico e em prol de uma agenda de pesquisa) que guiaram Bohr neste período de elaboração da correspondência e complementaridade. Ao analisar este processo, é possível identificar que ambos os princípios estão interligados, de maneira que, para a compreensão mais ampla do pensamento bohriano, é preciso considerar ambos os conceitos enquanto agentes praticamente indissociáveis. Outro aspecto discutido é quais lições epistemológicas e ontológicas Bohr nos apresenta, ao propor a correspondência e complementaridade.

Perspectivas•Jan 23, 2023•1 citation

Diferentes proposições do princípio da incerteza para posição e momentum: integrando formalismo matemático, fenomenologia e interpretações no ensino da teoria quântica

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O Princípio da Incerteza, proposto pelo físico Werner Heisenberg em 1927, possui centralidade no desenvolvimento Teoria Quântica e desde sua formulação assume uma pluralidade de interpretações, derivações matemáticas e experimentos mentais que buscam explorá-lo em profundidade. Entretanto, os livros didáticos, que possuem papel importante na formação de cientistas e professores de ciência, usualmente optam por privilegiar somente alguns de seus principais aspectos, limitando a apresentação do Princípio da Incerteza nos cursos de Teoria Quântica do ensino superior. Com o objetivo de ampliar as discussões sobre o Princípio da Incerteza para as variáveis posição e momentum e contribuir com o Ensino da Teoria Quântica, ao longo deste texto apresentamos o Princípio da Incerteza em três diferentes níveis (formalismo matemático, fenomenologia e interpretação). Começamos resgatando de forma didática quatro diferentes derivações históricas do Princípio da Incerteza: as derivações de Heisenberg e Weyl para as variáveis posição e momentum, e as derivações de Robertson e Schrödinger para dois observáveis quaisquer A e B. Em seguida, retomamos dois experimentos mentais propostos por Heisenberg: o microscópio de raios-gama e o elétron passando por uma fenda. Por fim, apresentamos quatro principais escolas de interpretação do Princípio da Incerteza.

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Resumo Tendo como um dos pilares fundamentais o princípio da incerteza de Heisenberg, a construção da Mecânica Quântica (MQ) levou Albert Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen a formularem, em 1935, o famoso paradoxo EPR, que questionava a completude da teoria. Até 1964, não havia sequer em teoria um teste capaz de distinguir a MQ de hipóteses alternativas baseadas em variáveis ocultas locais. O artigo intitulado “Can Quantum Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?” apontava para a incompletude da MQ, diretamente ligada ao caráter probabilístico da teoria, ao qual Einstein se opunha frontalmente. Em 1964, John S. Bell formulou seu teorema, que tornou viáveis os testes experimentais das previsões da MQ. Na década de 1980, iniciaram-se os experimentos cruciais que confirmaram as previsões da MQ sobre o emaranhamento, inaugurando uma nova fase nos estudos sobre os fundamentos da teoria. Em 2022, John Clauser, Alain Aspect e Anton Zeilinger foram agraciados com o Prêmio Nobel de Física pela violação experimental das desigualdades de Bell. O presente trabalho consiste em uma revisão de trabalhos teórico-experimentais, tendo como foco o período de 87 anos que se inicia com a formulação do paradoxo EPR e culmina com a concessão do Prêmio Nobel de 2022. Ao longo da revisão histórica dos trabalhos, são discutidos e problematizados alguns dos tópicos de maior relevância para a teoria quântica, incluindo certas interpretações da MQ. Além dos referidos experimentos, abordaremos ao final dois trabalhos laureados com o Prêmio Nobel de 2012, num contexto de aplicações da MQ em informação e computação quânticas.

Revista Brasileira de Ensino de Física•Jan 1, 2026•0 citations
vieram ao Brasil para trabalhar com Bohm, enquanto Léon Rosenfeld veio para estabelecer o contraponto entre a interpretação causal e a visão da complementaridade patrocinada pelo físico dinamarquês Niels Bohr.Ainda na década de 1960 foi a vez de Klaus Tausk, professor da USP, envolver-se em acirrada controvérsia com físicos italianos e com Rosenfeld sobre o problema da medição na Teoria Quântica.Pouco depois, o físico brasileiro José Leite Lopes, exilado em Estrasburgo, na França, junto com o físico francês Michel Paty, promoviam evento, que gerou o livro Quantum mechanics -a half century later, que contribuiu para criar um espaço favorável à pesquisa sobre os fundamentos da Teoria Quântica.Recentemente, os desenvolvimentos teóricos sobre o efeito descoerência e o experimento tipo "gato de Schrödinger", que testou pela primeira vez esse efeito, contam entre seus protagonistas com os físicos brasileiros Amir Caldeira e Luiz Davidovich.Os capítulos deste livro estão organizados em quatro partes.A primeira, intitulada História da teoria quântica -desenvolvimentos e fundamentos, reúne artigos com uma abordagem eminentemente histórica sobre aspectos da pesquisa em Teoria Quântica na segunda metade do século XX.A segunda parte, Implicações filosóficas da teoria quântica, está integrada por textos essencialmente filosóficos, versando sobre a interpretação da Teoria Quântica.As Implicações culturais e educacionais da teoria quântica, terceira parte, referem-se a fenômenos, como o "misticismo quântico," a presença da quântica no teatro e o ensino dessa teoria física.Por fim, a última parte, Construção da teoria quântica: história e tendências de pesquisa, está composta por trabalhos históricos que exploram o período da construção da Teoria no início do século XX, bem como trabalhos que mesclam abordagens históricas com possibilidades atuais de desenvolvimento da pesquisa em seus fundamentos.O livro compreende 21 capítulos e 28 autores, divididos entre brasileiros e estrangeiros, em proporções aproximadamente iguais.Reúne desde pesquisadores-sênior a estudantes de pós-graduação.Os trabalhos aqui reunidos foram apresentados em versões preliminares, no workshop que dá origem ao livro.As versões preliminares foram submetidas a um processo de arbitragem e seleção, conduzido pelos organizadores do volume, de modo que esses textos representam um esforço coletivo de discussão e elaboração que teve início naquele workshop e que se prolongou por quase um ano e meio.
A tese aborda a questão da causalidade na mecânica quântica a partir de uma análise histórica e filosófica do trabalho de Erwin Schrödinger, focando no período de 1918 a 1926. Utilizando uma perspectiva de História Cultural das Ciências, a pesquisa explora como as influências culturais e intelectuais do início do século XX moldaram as abordagens de Schrödinger em relação ao conceito de causalidade. O estudo é estruturado em capítulos independentes que abordam aspectos distintos dessa transformação. O Capítulo 1 revisita a influente tese de Paul Forman, intitulada Weimar Culture, Causality and Quantum Theory, que sugere que o ambiente cultural da Alemanha de Weimar, marcado por um clima de pessimismo e uma rejeição crescente da racionalidade, influenciou o desenvolvimento de uma abordagem acausal na física quântica. A autora analisa como essa tese foi recebida ao longo das décadas, as críticas enfrentadas e a relevância contínua de suas proposições para a historiografia das ciências. O Capítulo 2 foca na filosofia de ciência de Schrödinger, especialmente no desenvolvimento da mecânica ondulatória. Este capítulo examina como e quais influências se deram sobre o pensamento de Schrödinger, como o do físico Franz Exner particularmente em relação a ideias sobre indeterminação e estatística e a reação de Schrödinger à teoria de Bohr-Kramers-Slater que introduzia uma interpretação probabilística para fenômenos quânticos. O capítulo mostra como Schrödinger entendia a utilização da causalidade no desenvolvimento da ciência como algo que não era nem correto nem errado, apenas conveniente em determinados casos fazendo, assim, alusão ao pensamento de Poincaré sobre a utilização de diferentes geometrias. A tese argumenta pela necessidade de uma abordagem que considere os cientistas como agentes ativos na construção do conhecimento, em vez de meros receptores passivos das influências culturais. Essa perspectiva dinâmica propõe uma rede de interações culturais e intelectuais, em que os cientistas utilizam recursos culturais de forma crítica e seletiva para moldar suas teorias. Conclui-se que, para entender as transformações no conceito de causalidade na mecânica quântica, é essencial considerar como contextos históricos e culturais influenciam, de maneira complexa e multifacetada, as trajetórias individuais e coletivas dos cientistas. A tese de Forman serve como ponto de partida, mas a análise sugere que uma metodologia mais orgânica e integrada, que leve em conta tanto os fatores culturais quanto as idiossincrasias pessoais, pode oferecer uma compreensão mais robusta dessas dinâmicas científicas.
Podemos facilmente constatar que o desenvolvimento das principais teorias do conhecimento do período moderno da filosofia ocidental guardou uma estreita relação com o status quo do desenvolvimento da matemática e das ciências de uma maneira geral. Essa característica é sobretudo evidente no projeto kantiano de fornecer as bases filosóficas para explicar a possibilidade da geometria (euclidiana) e da física newtoniana, as quais Kant fundamentou sob princípios os quais considerou condições sine qua non do conhecimento humano. Contudo, a física que se desenvolveu na primeira metade do século XX apresentou situações em que os próprios físicos tiveram que se questionar acerca dos problemas epistemológicos envolvidos na descrição, interpretação, e em última instância, na comunicação dos fenômenos observados, de modo que alguns conceitos caros à epistemologia tradicional se mostraram ora inválidos, ora ineficientes para explicar a possibilidade de conhecimento objetivo diante desse novo conjunto de fenômenos. Portanto, gostaríamos de apresentar de maneira breve de que modo ocorre essa contraposição entre epistemologia tradicional e teoria quântica, bem como o modo como os físicos Niels Bohr e Werner Heisenberg lidaram com a nova situação que se apresentava.
Quer conhecer um pouco da história da física quântica? Nesse texto, os autores fazem um passeio por alguns dos princípios da teoria quântica e mostram como ela é a ferramenta científica de maior poder preditivo da humanidade. Destacam que ela surgiu na década de 1920 com nomes como Heisenberg e Schrödinger, e vive hoje uma "segunda revolução" focada na tecnologia da informação. A teoria permitiu o desenvolvimento do GPS e do laser, além da promessa dos computadores quânticos ultravelozes. O texto ressalta também que, apesar do seu sucesso incontestável, a mecânica quântica ainda gera debates filosóficos, como o "Problema da Medição" e as críticas históricas de Einstein sobre a completude da realidade. A física quântica é uma ciência que equilibra precisão matemática absoluta com o fascinante mistério do mundo subatômico.
Com base na produção bibliográfica de Niels Bohr, entre os anos de 1913 e 1931, o presente artigo busca reconstruir o processo de elaboração das duas principais ideias do físico dinamarquês: os princípios de correspondência e complementaridade. Através desta reconstrução, busca-se analisar as possíveis motivações (a nível físico, filosófico e em prol de uma agenda de pesquisa) que guiaram Bohr neste período de elaboração da correspondência e complementaridade. Ao analisar este processo, é possível identificar que ambos os princípios estão interligados, de maneira que, para a compreensão mais ampla do pensamento bohriano, é preciso considerar ambos os conceitos enquanto agentes praticamente indissociáveis. Outro aspecto discutido é quais lições epistemológicas e ontológicas Bohr nos apresenta, ao propor a correspondência e complementaridade.
O Princípio da Incerteza, proposto pelo físico Werner Heisenberg em 1927, possui centralidade no desenvolvimento Teoria Quântica e desde sua formulação assume uma pluralidade de interpretações, derivações matemáticas e experimentos mentais que buscam explorá-lo em profundidade. Entretanto, os livros didáticos, que possuem papel importante na formação de cientistas e professores de ciência, usualmente optam por privilegiar somente alguns de seus principais aspectos, limitando a apresentação do Princípio da Incerteza nos cursos de Teoria Quântica do ensino superior. Com o objetivo de ampliar as discussões sobre o Princípio da Incerteza para as variáveis posição e momentum e contribuir com o Ensino da Teoria Quântica, ao longo deste texto apresentamos o Princípio da Incerteza em três diferentes níveis (formalismo matemático, fenomenologia e interpretação). Começamos resgatando de forma didática quatro diferentes derivações históricas do Princípio da Incerteza: as derivações de Heisenberg e Weyl para as variáveis posição e momentum, e as derivações de Robertson e Schrödinger para dois observáveis quaisquer A e B. Em seguida, retomamos dois experimentos mentais propostos por Heisenberg: o microscópio de raios-gama e o elétron passando por uma fenda. Por fim, apresentamos quatro principais escolas de interpretação do Princípio da Incerteza.
Resumo Tendo como um dos pilares fundamentais o princípio da incerteza de Heisenberg, a construção da Mecânica Quântica (MQ) levou Albert Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen a formularem, em 1935, o famoso paradoxo EPR, que questionava a completude da teoria. Até 1964, não havia sequer em teoria um teste capaz de distinguir a MQ de hipóteses alternativas baseadas em variáveis ocultas locais. O artigo intitulado “Can Quantum Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?” apontava para a incompletude da MQ, diretamente ligada ao caráter probabilístico da teoria, ao qual Einstein se opunha frontalmente. Em 1964, John S. Bell formulou seu teorema, que tornou viáveis os testes experimentais das previsões da MQ. Na década de 1980, iniciaram-se os experimentos cruciais que confirmaram as previsões da MQ sobre o emaranhamento, inaugurando uma nova fase nos estudos sobre os fundamentos da teoria. Em 2022, John Clauser, Alain Aspect e Anton Zeilinger foram agraciados com o Prêmio Nobel de Física pela violação experimental das desigualdades de Bell. O presente trabalho consiste em uma revisão de trabalhos teórico-experimentais, tendo como foco o período de 87 anos que se inicia com a formulação do paradoxo EPR e culmina com a concessão do Prêmio Nobel de 2022. Ao longo da revisão histórica dos trabalhos, são discutidos e problematizados alguns dos tópicos de maior relevância para a teoria quântica, incluindo certas interpretações da MQ. Além dos referidos experimentos, abordaremos ao final dois trabalhos laureados com o Prêmio Nobel de 2012, num contexto de aplicações da MQ em informação e computação quânticas.