Home » Articole » RO » Societate » Filozofie » Filozofia științei » Metafizica structurală a teoriei cuantice în realismul structural ontic

Metafizica structurală a teoriei cuantice în realismul structural ontic

Mecanica cuantică (MC), împreună cu teoria câmpului cuantic (TCC) și relativitatea generală (RG) sunt teoriile noastre fundamentale actuale și experimentale extrem de reușite. Fiecare dintre ele prezintă caracteristici profund interesante, în special pentru concepțiile metafizice tradiționale ale obiectelor fizice fundamentale care posedă o identitate intrinsecă și spațiul și timpul fiind un fel de fundal pasiv. Realismul structural ontic (RSO) este un cadru metafizic care oferă o înțelegere adecvată a caracteristicilor intrigante ale acestor teorii fizice fundamentale. In conformitate cu RSO există structuri în primul rând în domeniul fizic fundamental în sensul rețelelor de relații fizice concrete, fără ca aceste relații să depindă de obiecte fizice fundamentale care posedă o identitate intrinsecă, adică o identitate constituită din proprietăți intrinseci sau o primitivitate (haecceitate).

MC și TCC pe de o parte și RG pe de altă parte sunt teorii fizice foarte diferite. RG este o teorie fizică clasică prin faptul că ia toate proprietățile fizice pe care le consideră a avea întotdeauna o valoare numerică definită fiecare, dar privește spațiul-timp ca o entitate dinamică în locul unui fundal pasiv. MC, inclusiv TCC, se contractează cu fizica clasică prin principiul superpoziției, inclusiv inseparabilitatea, dar păstrează presupunerea spațiului-timp ca un fundal pasiv, tratând în special timpul ca un parametru extern. În consecință, relațiile fizice concrete pe care RSO trasează în ambele cazuri sunt foarte diferite: relațiile de inseparabilitate în cazul cuantic și relațiile metric-gravitaționale în cazul spațiului-timp tratate în RG. Acest fapt ridică problema dacă RSO se poate pretinde cu motiv că este un cadru metafizic care acoperă atât MC, inclusiv TCC, cât și RG. În special, preocuparea constă în faptul că RSO este fie un cadru metafizic abstract, care nu este în măsură să aducă consecințe metafizice rezonabile ale MC și RG, fie că există în fapt două concepții diferite despre RSO, o concepție personalizată pentru MC, și o alta personalizată pentru RG.

Schrodinger susține că inseparabilitatea nu este „una, ci mai degrabă trăsătura caracteristică a mecanicii cuantice, cea care își îndeplinește întreaga deviere de la liniile clasice de gândire”. Această apreciere este bine fundamentată, deoarece inseparabilitatea contravine principiului separabilității. Einstein subliniază acest principiu într-o scrisoare către Schrodinger din 19 iunie 1935 (citată în Howard). Într-o lucrare ulterioară, Einstein (1948) merge până la a susține că „Fără o astfel de presupunere a existenței independente reciproc (” ființa „) a lucrurilor îndepărtate spațial … gândirea fizică în sensul cunoscut de noi nu o să fie posibil „(Einstein 1948,).

Inseparabilitatea contrazice principiul separabilității prin faptul că două sau mai multe obiecte cuantice ale căror state sunt inseparate sunt luate împreună într-o stare bine definită (o stare pură). În consecință, starea întregului nu depășește stările care pot fi atribuite acestor obiecte luate individual. Considerăm cel mai simplu exemplu de inseparabilitate, starea singlet a două obiecte cuantice de spin 1/2, cum ar fi doi electroni (Bohm 1951): numai cele două obiecte luate împreună sunt într-o stare pură, în care proprietatea spinului – și anume spinul total – are o valoare numerică definită (zero); nu există stări de spin ale fiecărei părți care determină starea de spin a întregului. Dimpotrivă, starea întregului – și numai starea întregului – determină corelațiile dintre valorile numerice posibile definite ale spinului în orice direcție spațială a părților, și anume corelațiile tipului că dacă unul dintre cele două obiecte sa- intors intr-o anumita directie, cealalta s-a intors în acea directie. În consecință, starea întregului, așa cum este reprezentată într-un spațiu Hilbert, este o suprapunere a corelației „primului obiect”. Aceste corelații nu pot fi extrase din orice informație care poate fi obținută din fiecare parte considerată în mod izolat. Dacă se ia în considerare fiecare parte izolată, se obține întotdeauna o probabilitate de 0,5 pentru ca rezultatul măsurării să se rotească în orice direcție spațială, iar probabilitatea de 0,5 pentru rezultatul măsurării se centrează în orice direcție spațială. Nu se obțin informații despre corelațiile dintre valorile numerice posibile definite ale rotației în orice direcție spațială a acestor două obiecte.

În alți termeni, o stare cuantică pură nu poate fi atribuită separat fiecărui sistem cuantic inseparat. Este posibil să atribuim unui operator cu densitate redusă fiecărui sistem (obținut prin „urmărirea celuilalt sistem”, adică urme parțiale ale operatorului de densitate totală în spațiile Hilbert relevante), care totuși reprezintă un amestec necorespunzător de stări. În consecință, fiecare sistem unic nu poate fi considerat a fi într-o stare definită (deoarece nu există altă descriere posibilă în principiu, spre deosebire de un amestec adecvat). În plus, interpretarea teoremei lui Bell (1964) în ceea ce privește încălcarea condiției de independență a rezultatului conduce la ideea că nu pot exista proprietăți intrinseci aparținând fiecăruia dintre obiectele considerate în izolarea pe care corelațiile în care se comportă inseparabilitatea ar putea să le depășească (pentru a dovedi teorema lui Bell, trebuie să ne gândim la cazuri puțin mai complicate, dar acest fapt nu are importanță în prezent).

Teoria cuantică descrie inseparabilitatea ca fiind omniprezentă și generică (stările inseparate sunt dense în spațiul Hilbert produs corespunzător), care apar în virtutea însăși naturii sistemelor cuantice. Desigur, este posibil să se țină seama de stări pure cuantice care nu sunt inseparate și pentru multe scopuri practice, ele sunt de o mare importanță. Dar nu ar trebui să pierdem din vedere faptul că sistemele cuantice încorporate în lumea fizică interactivă sunt, în mod strict vorbind, aproape întotdeauna inseparate.

În plus, nu există nicio limită în formalismul MC în ceea ce privește dimensiunea obiectelor la care se aplică inseparabilitatea. Cazul celebru al pisicii lui Schrodinger (Schrodinger 1935) este o suprapunere a corelației „nici un atom dezintegrat, mecanism ciocan nedeclanșat, pisică în viață” și corelația „un atom dezintegrat, mecanism ciocan declanșat, pisică moartă”. Adăugarea unui observator nu schimbă situația. În ceea ce privește formalismul MC, este pur și simplu o superpoziție a corelației „nici un atom dezintegrat, mecanismul cu ciocanul nu a fost declanșat, pisica în viață, observatorul fiind conștient că pisica e vie” și corelația „un atom dezintegrat, mecanismul cu ciocan declanșat , pisica moarta, observatorul fiind constient că pisica e moarta „. Chiar dacă recunoaștem procesele fizice reale ale dizolvării inseparabilității, ca și în teoriile dinamice dinamice, inseparabilitatea rămâne fundamentală, iar stările (cvasi-) clasice trebuie să fie luate în considerare pe baza existenței în primul rând a stărilor învecinate: aceste stări își au originea printr-un proces care duce la împiedicarea reducerilor de stare (prin intermediul localizărilor spontane).

TCC nu schimbă nimic în ceea ce privește  inseparabilitatea: se poate susține că  inseparabilitatea este și mai important în TCC decât în ​​MC. În cadrul riguros al TCC algebrice, se poate observa că stările TCC generice între regiunile separate ca spațiul sunt  inseparate (cea mai faimoasă stare de vid, vezi teorema lui Reeh-Schlieder). Acest rezultat poate fi discutat în mod clar în cadrul abordării algebrice, dar este valabil și în cadrul TCC standard (eficient). Mai mult decât atât, în toate modelele algebrice relevante din punct de vedere fizic, starea pe o regiune spațiu-timp este „intrinsec”  inseparată cu complementul său spațial, în sensul simplu că nu există stări de produs. În cadrul acestor modele, stările mixte („intrinseci”) nu pot fi reprezentate ca un amestec de stări pure, spre deosebire de stările mixte în MC non-relativistă.

Principiul separabilității este piatra de temelie a atomismului în filosofia naturii: obiectele din domeniul fizicii fundamentale sunt caracterizate de proprietăți intrinseci (adică proprietăți pe care fiecare obiect le poate avea independent de faptul dacă există sau nu alte obiecte în lume ), iar relațiile dintre aceste obiecte, pe lângă relațiile spațio-temporale, se concentrează asupra proprietăților intrinseci pe care fiecare obiect le are independent de celelalte. În schimb, entuziasmul cuantic sugerează un fel de holism: în locul proprietăților intrinseci ale părților care fixează relațiile dintre ele și astfel starea întregului, numai starea întregului stabilește relațiile dintre părți, și anume suprapunerile corelațiilor care caracterizează stările  inseparate.

Acest tip de holism a fost descris în termeni de relații non-superioare de Paul Teller (1986). În lucrarea sa din 1986, Teller ia în considerare faptul că aceste relații, deși nu sunt superioare, rămân totuși printre indivizi. Cu toate acestea, cea de-a doua presupunere este discutabilă. Proprietățile independente de stare, cum ar fi masa, care nu fac obiectul principiului suprapunerii și astfel nu sunt atinse de  inseparabilitate, având întotdeauna o valoare numerică definită, pot fi într-adevăr considerate ca proprietăți intrinseci ale obiectelor cuantice. Ele permit să distingem fiecare tip de obiecte cuantice de toate celelalte tipuri de obiecte fizice fundamentale. Dar ele nu pot stabili o distincție între obiectele cuantice de același fel. Toate obiectele cuantice de același tip, cum ar fi toți electronii, au întotdeauna aceeași valoare numerică definită a proprietăților independente de stare, cum ar fi masa. În plus, dacă stările a două sau mai multe obiecte cuantice de același tip sunt  inseparate, nu există proprietăți dependente de stare, nici care să stabilească o distincție între aceste obiecte. Obiectele cuantice, prin urmare, nu posedă o identitate bazată pe proprietăți sau relații intrinseci care disting fiecare dintre aceste obiecte de celelalte. Pe scurt, ele nu posedă o identitate intrinsecă.

Aceste două caracteristici –  inseparabilitatea ca relații ne-superioare între obiecte care nu au o identitate constituită de proprietăți intrinseci – motivează dezvoltarea realismului structural ontic ca o metafizică adecvată pentru domeniul cuantic. Spre deosebire de realismul structural epistemic, realismul structural ontic (RSO) susține că nu numai ceea ce putem cunoaște, dar și ceea ce există în domeniul fizic fundamental sunt structuri în primul rând – în sensul rețelelor a relațiilor fizice concrete care nu presupun legătura cu o identitate intrinsecă. Fondatorii RSO, Steven French și James Ladyman, își construiesc această poziție pe ceea ce ei consideră ca fiind un caz de subdeterminare lăsat deschis de sistemele MC – pot fi obiecte qua non-individuale sau pot fi obiecte qua individuale a căror individualitate este constituită de o primitivitate (haecceitate). Ei consideră această subdeterminare presupusă a fi o motivație suficientă pentru renunțarea la angajamentul față de obiecte în totalitate: există structuri în sensul rețelelor de relații în tot acest fel, fără a exista obiecte în domeniul cel mai fundamental în natură. Pentru ei, RSo este fie un elimininativism în privința obiectelor din instanța de judecată, fie, dacă există obiecte, ele sunt cumva constituite prin relații, fiind noduri de relații.

Totuși, cu un bun motiv se poate nega că există o astfel de subdeterminare în MC: angajamentul față de o atitudine primitivă (heecceitismul) este o mișcare pur metafizică pe care o putem face ca fizica să fie așa cum poate, fără să existe niciun motiv în MC care ar putea permite sprijinirea angajamentului față de o atitudine primitivă. Sunt trei puternice obiecții Springer împotriva înțelegerii elimininativiste („fără obiect”) a RSO: o obiecție metafizică potrivit căreia relațiile necesită ceva ce stă în relații, și anume relația, deși nu este nevoie ca relația să aibă o identitate intrinsecă independent de relațiile în care se află; o obiecție logică conform căreia nu există niciun motiv să renunțăm la cuantificarea obiectelor în logica standard de ordinul întâi și la utilizarea conceptelor teoretice stabilite în formularea teoriilor fizice; și o obiecție fizică conform căreia nu există nimic în MC care să sugereze abandonarea ideii de a exista obiecte cuantice, deși acestea nu sunt individuale.

Sursa: Vincent Lam and Michael Esfeld, The Structural Metaphysics of Quantum Theory and General Relativity

2 Responses

  1. […] Mecanica cuantică (MC), împreună cu teoria câmpului cuantic (TCC) și relativitatea generală (RG) sunt teoriile noastre fundamentale actuale și experimentale extrem de reușite. Fiecare dintre ele prezintă caracteristici profund interesante, în special pentru concepțiile metafizice tradiționale ale obiectelor fizice fundamentale … Citeşte mai mult […]

  2. […] Mecanica cuantică (MC), împreună cu teoria câmpului cuantic (TCC) și relativitatea generală (RG) sunt teoriile noastre fundamentale actuale și experimentale extrem de reușite. Fiecare dintre ele prezintă caracteristici profund interesante, în special pentru concepțiile metafizice tradiționale ale obiectelor fizice fundamentale … Citeşte mai mult […]

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *