There is one way with which Nature responds to the questions we direct her about the correctness of our understanding of her ways: by means of experiments. In this paper, the pivotal role probability theory plays in experimental physics is presented: it allows us to combine observations that are seemingly analytically incompatible. The main concepts used for such task are introduced and explained. A brief historical sketch of the development of some of such concepts is drawn and it was used as a case-study to defend the position that physics and philosophy are interlinked affairs. Some philosophical consequences of how the intrinsically probabilistic character of experimentation reverberates in our epistemic access of the world are also drawn. ***Probabilidades em Física Experimental: Lições Epistêmicas e Desafios***É por meio de experimentos que a Natureza responde às questões que a ela direcionamos sobre a adequação de nosso entendimento sobre seu funcionamento. O papel central que a teoria de probabilidades desempenha em física experimental é, neste artigo, apresentada: esta nos permite combinar observações que parecem, em uma primeira leitura, incompatíveis. Os conceitos principais utilizados para fazê-lo são introduzidos e explicados. Uma breve discussão histórica do desenvolvimento de alguns dos mencionados conceitos é indicada e utilizada como estudo de caso para dar suporte à posição que defende que física e filosofia são atividades entrelaçadas. Algumas consequências filosóficas acerca das implicações do caráter intrinsecamente probabilístico da experimentação para o nosso acesso epistêmico do mundo são, também, apresentadas.
There is one way with which Nature responds to the questions we direct her about the correctness of our understanding of her ways: by means of experiments. In this paper, the pivotal role probability theory plays in experimental physics is presented: it allows us to combine observations that are seemingly analytically incompatible. The main concepts used for such task are introduced and explained. A brief historical sketch of the development of some of such concepts is drawn and it was used as a case-study to defend the position that physics and philosophy are interlinked affairs. Some philosophical consequences of how the intrinsically probabilistic character of experimentation reverberates in our epistemic access of the world are also drawn. Probabilidades em Física Experimental: Lições Epistêmicas e DesafiosÉ por meio de experimentos que a Natureza responde às questões que a ela direcionamos sobre a adequação de nosso entendimento sobre seu funcionamento. O papel central que a teoria de probabilidades desempenha em física experimental é, neste artigo, apresentada: esta nos permite combinar observações que parecem, em uma primeira leitura, incompatíveis. Os conceitos principais utilizados para fazê-lo são introduzidos e explicados. Uma breve discussão histórica do desenvolvimento de alguns dos mencionados conceitos é indicada e utilizada como estudo de caso para dar suporte à posição que defende que física e filosofia são atividades entrelaçadas. Algumas consequências filosóficas acerca das implicações do caráter intrinsecamente probabilístico da experimentação para o nosso acesso epistêmico do mundo são, também, apresentadas.
Este artigo aborda o desenvolvimento da Física Quântica através de uma evolução cronológica e aponta os principais físicos que contribuíram com as suas teorias e também com os experimentos que validaram ou não essas teorias.A termodinâmica e o eletromagnetismo são duas grandes áreas da física que tiveram um papel decisivo para o surgimento e também para o desenvolvimento da Física Quântica e por esse motivo é mencionado neste artigo uma descrição breve de suas principais descobertas, destacando as teorias que culminaram como contribuição à Física Quântica.O tratamento matemático exposto se resume na apresentação das principais equações, isto é, não foi exposto o tratamento matemático detalhado e avançado, pois o foco do trabalho é de apresentar a evolução dos conceitos.É destacado também o desenvolvimento simplificado da estrutura atômica por ter sua evolução concomitante com a evolução da Física Quântica.
We analyze the notion that physical theories are quantitative and testable by observations in experiments. This leads us to propose a new, Bayesian, interpretation of probabilities in physics that unifies their current use in classical physical theories, experimental physics and quantum mechanics. Probabilities are the result of quantifying the domain of possibilities that results when we interpret observations within the framework of a physical theory. They could also be said to be measures of information used to make predictions based upon a physical theory.
A desigualdade de Bell, foi uma das discussões que mais gerou controvérsias em torno dos fundamentos da Teoria Quântica, pois envolvia aspectos físico-matemáticos e, também, discussões filosóficas sobre a realidade. O intuito do presente artigo é elaborar uma abordagem didática para a apresentação do Teorema de Bell e suas implicações para o desenvolvimento da Teoria Quântica. Para isso, a proposta é apresentar o material de forma a facilitar seu uso em contexto pedagógico, apresentando inicialmente um exemplo mais concreto do que seria o Teorema de Bell, o experimento (sendo apenas uma analogia ao experimento de Bell) de Mermin. Na sequência, após o aluno ter uma noção concreta sobre o tema, serão apresentados os fundamentos matemáticos necessários para o entendimento do Teorema e, então, uma explicação do argumento de Bell. Ao ser explicado dessa forma, o Teorema de Bell pode assumir um caráter menos instrumentalista, evidenciando a controvérsia envolvida no seu desenvolvimento. Ao destacar de onde e porque determinados elementos são utilizados na derivação da desigualdade de Bell, por uma perspectiva que permite compreender a construção da teoria, buscamos aproximar o estudante dos conceitos apresentados e promover uma melhor compreensão da natureza da ciência no que diz respeito à Teoria Quântica.
Abstract Many theories and models from physics are probabilistic. This observation raises several philosophical questions: What are probabilities in physics? Do they reflect objective chances which exist independently of the human mind? Or do they only express subjective credences and thus capture our own uncertainty about the world? Finally, which metaphysical lessons, if at all, can one draw from the largely probabilistic character of physics? The chapters collected in this volume address these questions and provide a detailed philosophical appraisal of the status of probabilities in all of physics. Particular emphasis is laid upon statistical physics and quantum mechanics. Many chapters reflect a desire to understand probabilities from physics as objective chances. These chances are characterized, e.g., as time-averages, as probabilities from a best system in the terms of David Lewis, or using the Boltzmannian typicality approach. Other chapters are sympathetic to a Bayesian view of probabilities in physics. The chapters about quantum mechanics elucidate the peculiar characteristics of quantum correlations and discuss strategies to justify the Born Rule. Finally, the chapters of this volume demonstrate how closely interpretive issues about probabilities are entangled with other foundational problems of physics such as the Reversibility Paradox, the ontology of the quantum world and the question whether the world is deterministic.
Foundational issues in statistical mechanics and the more general question of how probability is to be understood in the context of physical theories are both areas that have been neglected by philosophers of physics. This book fills an important gap in the literature by providing a most systematic study of how to interpret probabilistic assertions in the context of statistical mechanics. The book explores both subjectivist and objectivist accounts of probability, and takes full measure of work in the foundations of probability theory, in statistical mechanics, and in mathematical theory. It will be of particular interest to philosophers of science, physicists and mathematicians interested in foundational issues, and also to historians of science.
Dada a complexidade da representação do mundo microscópio e a necessária capacidade de abstração exigida na sua representação contemporânea, pretendemos com este trabalho identificar possíveis obstáculos epistemológicos que influenciaram a construção e o desenvolvimento histórico da mecânica quântica, bem como identificar os obstáculos epistemológicos presentes nos textos de física moderna e contemporânea dos livros didáticos. Destacando as rupturas epistemológicas como uma descontinuidade que ocorre no desenvolvimento histórico e também como uma inadequação entre o saber comum e o conhecimento científico e através de uma psicanálise do conhecimento objetivo utilizada na superação dos obstáculos epistemológicos e na retificação dos erros das concepções alternativas dos alunos, pretendemos desenvolver uma sequência didática através de uma visão filosófica não realista e elaborar textos de apoio para o estudo da questão da dualidade onda-partícula através do experimento da fenda dupla para elétrons, do interferômetro Mach-Zehnder e da interação entre radiação e matéria através do efeito fotoelétrico sob a luz do postulado quântico, que são questões essenciais da física quântica, destacando, ainda, que na física quântica a observação dos fenômenos está relacionada com o fato de que a interação dos objetos atômicos e dos instrumentos de medida é parte integrante dos fenômenos quânticos (interpretação da complementaridade). Considerando que abordagens filosóficas, de caráter ontológico e epistemológico, podem gerar estratégias e atividades que envolvam a imaginação e a abstração necessárias para o entendimento das novas teorias incluímos neste trabalho uma breve discussão sobre o realismo científico e o antirrealismo bem como um breve relato histórico deste debate filosófico, que podem e devem ser conduzidos às salas de aula. Utilizaremos como fundamento teórico para o desenvolvimento deste trabalho a epistemologia histórica de Bachelard.