La desigualdad de Bell ha sido considerada uno de los resultados más profundos de la ciencia. Debido a su importancia, se han propuesto diversos trabajos que han intentado hacerla accesible a los no especialistas. En este artículo se presenta una nueva demostración de la desigualdad de Bell, basada en la teoría elemental de conjuntos, y que destaca por su simplicidad matemática. La exposición está destinada principalmente a estudiantes no graduados de física, y pone especial énfasis en clarificar el significado y los alcances del teorema de Bell en el contexto de la paradoja de Einstein-Podolski-Rosen-Bohm.
La desigualdad de Bell ha sido considerada uno de los resultados más profundos de la ciencia. Debido a su importancia, se han propuesto diversos trabajos que han intentado hacerla accesible a los no especialistas. En este artículo se presenta una nueva demostración de la desigualdad de Bell, basada en la teoría elemental de conjuntos, y que destaca por su simplicidad matemática. La exposición está destinada principalmente a estudiantes no graduados de física, y pone especial énfasis en clarificar el significado y los alcances del teorema de Bell en el contexto de la paradoja de Einstein-Podolski-Rosen-Bohm.
El teorema de Bell es catalogado por algunos como el mas profundo descubrimiento de la ciencia. La idea que comunmente se presenta es que este obliga a escoger entre la tesis filosofica del realismo o la localidad, llegandose a afirmar que el realismo ha sido refutado por los fenomenos mismos. A la discusion acerca de la interpretacion del teorema de Bell, competen varias cuestiones de interes filosofico, particularmente cuestiones que se refieren a la ontologia cuantica, las caracteristicas del espacio-tiempo o, la naturaleza del realismo, por nombrar algunas. Este trabajo pretende analizar las implicaciones ontologicas y epistemologicas de las desigualdades de Bell y su relacion con la no localidad. Para tal efecto, se propone una orientacion filosofica inspirada en las ideas desarrolladas por Mario Bunge, dada su actitud de hacer filosofia a partir de los conocimientos cientificos. Con este objetivo, el trabajo parte desde los antecedentes historicos para luego desarrollar las ideas ontologicas y epistemologicas del realismo cientifico propuesto por Mario Bunge. Posteriormente se analizan las implicaciones fisicas de las desigualdades de Bell y su relacion con la no localidad, para terminar con la presentacion de una axiomatica de la mecanica cuantica con el fin de organizar las implicaciones ontologicas y epistemologicas de las desigualdades de Bell.
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.
A desigualdade de Bell expôs um dos aspectos mais fundamentais da mecânica quântica: a teoria é incompatível com a forma usual de se interpretar conceitos básicos como realidade e localidade. Embora o argumento original de Bell não seja de difícil compreensão, existem maneiras mais acessíveis de demonstrar desigualdades similares. Neste artigo apresentamos duas dessas demonstrações, propostas por Nick Herbert e Asher Peres, ambas muito simples e, ao que parece, relativamente pouco conhecidas apesar de seu interesse pedagógico. Também discutimos como a localidade e elementos de realidade descritos por variáveis ocultas se manifestam nessas demonstrações.
Mi trabajo de tesis con el título de “Nueva Didáctica de la Mecánica Cuántica”, nace de la idea de desarrollar un nuevo acercamiento didáctico para introducir algunos conceptos fundamentales de la mecánica cuántica en manera simple y convincente. Este acercamiento se inspira en recientes tentativas de volver a formular esta teoría según los principios físicos elementales. Esto tiene la ventaja de no utilizar el formalismo matemático de los espacios de Hibert y de los operadores Hermitianos y de sacar en manera intuitiva y razonable los conceptos fundamentales de indeterminación y “entanglement”. No se trata de simple divulgación, sino de una introducción que permite, a través de un aparato matemático sencillo y con conceptos físicos elementales , presentar los conceptos de medida y de probabilidad y de formular, además, predicciones cuantitativas sobre los sistemas cuánticos más elementales: los sistemas a dos estados entre los que podemos poner el “spin”. Por este nuevo acercamiento me he inspirado a los trabajos de Lucien Hardy, que demostró como el formalismo de la Mecánica Cuántica se pueda también deducir sin partir de axiomas abstractos, sino basándose sobre postulados razonables y con un significado claro. En particular se han sacado algunos conceptos fundamentales de la Mecánica Cuántica, basándose en los conceptos elementales de “bit” (a unidad de información) y de vector. Este estudio se ha desarrollado también con el objetivo de valorar la eficacia de las nuevas fórmulas introducidas en relación a las competencias de base de los estudiantes a los que se ha presentado. El grupo seleccionado para mi investigación está constituido de 125 estudiantes entre 17 y 23 años de edad, de ambos sexos, del quinto año de dos Institutos de bachillerato con especialidad en ciencias de dos ciudades de Sicilia, Messina y Caltanissetta. La investigación se ha efectuado en el laboratorio de informática del Instituto “Seguenza” (Sicilia-Italia) y en el aula Magna del Instituto “Mottura” (Sicilia-Italia) durante las clases de enseñanza curricular. Las fases de la investigación fueron tres: fase “pre test”, fase de “training” y fase “post test”. En la fase “pre test” se ha suministrado el cuestionario sobre el conocimiento primario del asunto, para comprobar el nivel de partida de todos los estudiantes. En la segunda fase, fase de “training”, por lo que se refiere al Instituto “Seguenza” de Messina, cada clase se ha tratado individualmente. Para cada clase se han presentado unas “slides” que contenían el texto y las imágenes, coadyuvadas por mi explicación. La explicación del asunto de la tesis ha durado una hora, incluso las respuestas a las preguntas obtenidas de la observación de las “slides”. Después de la fase de aprendizaje, a los participantes de la investigación se ha administrado un “retest” que sirvió a comprobar la eficacia de la nueva didáctica introducida. Los resultados se han analizado con el programa SPSS, construyendo las tablas de frecuencias y los gráficos, con el objeto de describir, por sexo y por escuela, los resultados de cada pregunta de los cuestionarios. Luego, con las tablas de contingencia sobresalieron algunas correlaciones significativas entre las respuestas de los estudiantes de las dos escuelas. Este estudio ha demostrado que examinando la comparación “pre test” / “re test” con el test de Wilcoxon (dado que las variables pretest y retest son numéricas), se consigue una relación altamente significativa por el Instituto de Messina. O sea, no obstante las evaluaciones en matemáticas y física no fuesen altas y el resultado del pretest insuficiente, los estudiantes han desarrollado bien el retest, demostrando la facilidad y validez del nuevo acercamiento didáctico. Para los estudiantes de Caltanissetta, donde la muestra considerada era inferior, los estudiantes habían sacado notas más altas en matemáticas y física y los resultados del pretest han resultado mejores. El resultado de godas formas muy positivo del retest parece menos que significativo.
I. Sua pré-história I.1. A crítica de Einstein à teoria quântica, em 1935A pré-história das desigualdades de Bell encontra-se na crítica feita por Einstein (2) à interpretação da teoria quântica sustentada por Niels Bohr e por um conjunto de cientistas, conhecido como "interpretação de Copenhagen", numa referência ao local onde esta foi gestada nos idos de 1926/1927.A crítica formulada em 1935 é considerada a crítica "madura" de Einstein (3) .É que anteriormente este buscava, através de "gedankexperiment" limitar a validade das relações de Heisenberg.Do início dos anos 30 em diante Einstein não mais busca este objetivo, mas passa a considerar a teoria quântica como logicamente consistente, de forte respaldo empírico, mas incompleta.Incompleta porque apoiada num critério de realidade física ao qual ele se opõe e porque leva à uma propriedade (não-separabilidade) que ele considera fisicamente inaceitável.É então uma teoria estatística, que não trata de fenômenos individuais.Contudo, esta argumentação não aparece tão explícita no artigo de 1935.Neste artigo ele propõe um experimento que revelaria existirem propriedades físicas dos microobjetos que não estariam expressas no formalismo da teoria, daí sua incompletude.O experimento proposto por Einstein, Podolsky e Rosen (EPR) consiste em um sistema composto de duas partículas que interagem num dado instante e depois separam-se espacialmente.É realizada então uma medição de uma determinada grandeza em uma das partículas e, com esta informação mais a função de estado do sistema das duas partículas (fornecida pela teoria quântica) e mais algumas informações derivadas da interação que teria ocorrido entre as duas partículas, podemos prever o valor da mesma grandeza para a outra partícula, que não foi objeto de medição.Logo, a grandeza da segunda partícula pode ser conhecida sem ser objeto de medição.Fazendo transformações na função de estado podemos optar por medir outra grandeza na primeira partícula 1 *À memória de J. S. Bell (l) (1/10/1990).