Descubra como o Qbism utiliza a mecânica quântica para revelar um mundo de livre-arbítrio genuíno. Entenda essa corrente de pensamento.

O que a mecânica quântica, a teoria mais bem-sucedida já proposta pela física, nos ensina sobre a realidade? O ponto de partida para a maioria dos filósofos da física é que a mecânica quântica deve, de alguma forma, fornecer uma descrição do mundo como ele é independentemente de nós, os usuários da teoria.

Isso levou a um grande número de visões de mundo incompatíveis. Alguns acreditam que a implicação da mecânica quântica é que existem mundos paralelos como no universo Marvel Comic; alguns acreditam que isso implica sinais que viajam mais rápido que a luz, contradizendo tudo o que Einstein nos ensinou. Alguns dizem que isso implica que o futuro afeta o passado .

Segundo o QBism , uma abordagem desenvolvida por Christopher Fuchs e eu, a grande lição da mecânica quântica é que o ponto de partida usual dos filósofos está simplesmente errado. A mecânica quântica não descreve a realidade como ela é por si só. Em vez disso, é uma ferramenta que ajuda a guiar os agentes imersos no mundo quando eles contemplam a realização de ações em partes externas a eles.

O uso da palavra “agente” em vez do familiar “observador” destaca que a mecânica quântica trata de ações que participam da criação da realidade , em vez de observações de uma realidade que existe independentemente do agente.

O QBism e seu homófono, o movimento artístico cubismo, compartilham o entendimento de que a realidade é mais do que a perspectiva de um único agente pode capturar. No entanto, ao contrário do movimento artístico, o QBism não tenta representar a realidade. Ele não tenta reunir as diferentes perspectivas em uma visão de “terceira pessoa”. QBism é fundamentalmente anti-representacional e em primeira pessoa.

Resgatando o livre arbítrio

Isso coloca QBism em contradição direta com os dois pilares da concepção do século 19 de um universo mecanicista. Uma delas é que a natureza é governada por leis físicas da mesma forma que um brinquedo mecânico é governado por seu mecanismo. A outra é que é, em princípio, possível ter uma visão objetiva do universo de fora – do olho de Deus ou do ponto de vista da terceira pessoa.

Essa visão mecanicista ainda é dominante entre os cientistas do século XXI. Por exemplo, em seu livro de 2010 , The Grand Design , Stephen Hawking e Leonard Mlodinow escrevem: “É difícil imaginar como o livre-arbítrio pode operar se nosso comportamento for determinado pela lei física, então parece que não somos mais do que máquinas biológicas e que o livre-arbítrio é apenas uma ilusão.”

Em vez disso, a visão QBist é a de um universo inacabado, de um mundo que permite a liberdade genuína, um mundo no qual os agentes importam e participam da construção da realidade.

Um aspecto fundamental da mecânica quântica é a aleatoriedade. Em vez de fazer previsões firmes, a mecânica quântica se preocupa com as probabilidades de possíveis resultados de medição. O físico Ed Jaynes expressou a famosa expressão de que, para entender a mecânica quântica, é preciso primeiro entender a probabilidade.

Nesse espírito, o ponto de partida do QBism é a abordagem Bayesiana personalista da probabilidade (originalmente um método de inferência estatística e agora uma teoria totalmente desenvolvida de tomada de decisão sob incerteza). Nessa abordagem, as probabilidades são os graus pessoais de crença de um agente.

Portanto, em vez de descrever as estatísticas de algum experimento, as probabilidades fornecem orientação aos agentes sobre como eles devem agir. Em outras palavras, as probabilidades não são descritivas, mas “normativas” – análogas a um manual de instruções. Acontece que as regras de probabilidade padrão podem ser derivadas do princípio (normativo) de que as probabilidades de uma pessoa devem se encaixar de maneira a proteger contra uma perda certa quando usadas para tomar decisões.

O grande insight do QBism foi que as probabilidades que aparecem na mecânica quântica não são diferentes. Eles não são, como na visão padrão, fixados pela lei física, mas expressam os graus pessoais de crença de um agente sobre as consequências das ações de medição que o agente está contemplando.

No QBism, o papel das leis quânticas é fornecer princípios normativos extras sobre como as probabilidades de um agente devem se encaixar. Em vez de fornecer uma descrição do mundo, as regras da mecânica quântica são uma adição às regras de probabilidade padrão; à teoria clássica (não quântica) da decisão. Eles auxiliam os físicos em decisões como projetar um computador quântico para minimizar a probabilidade de erro ou quais átomos usar em um relógio atômico para aumentar a precisão das medições de tempo.

Medições são ações

Assim como “observador”, o termo “medição” pode ser enganoso porque sugere uma propriedade pré-existente que é revelada pela medição. Em vez disso, uma medição deve ser pensada como uma ação que um agente realiza para obter uma resposta do mundo. Uma medição é um ato de criação que traz algo inteiramente novo para o mundo, um resultado que é compartilhado entre o agente e o mundo externo do agente.

A mecânica quântica é frequentemente descrita como “estranha” e difícil, ou mesmo impossível, de entender. Na verdade, a estranheza da mecânica quântica é um artefato de olhar para ela da maneira errada. Uma vez que os dois principais insights do QBist – que as regras quânticas são guias para a ação e que as medições não revelam propriedades pré-existentes – são aceitos, todos os paradoxos quânticos desaparecem.

Veja o gato de Schrödinger, por exemplo. Na formulação usual, o infeliz animal é descrito por um “estado quântico” tomado como parte da realidade e implicando que o gato não está nem morto nem vivo.

O QBist, ao contrário, não considera o estado quântico como parte da realidade. O estado quântico que um agente QBist pode atribuir não tem influência sobre se o gato está vivo ou morto. Tudo o que ele expressa são as expectativas do agente em relação às consequências de possíveis ações que ele possa realizar sobre o gato. Ao contrário da maioria das interpretações da mecânica quântica, o QBism respeita a autonomia fundamental do gato.

Ou pegue o teletransporte quântico. De acordo com uma forma comum de apresentar esta operação, o estado quântico de uma partícula, novamente considerada como parte da realidade, desaparece em um lugar (A) e reaparece misteriosamente em outro (B) – literalmente como em um transportador na ciência Star Trek série de ficção.

Para um QBist, no entanto, nada real é transportado de A para B. Tudo o que acontece no teletransporte quântico é que a crença de um agente sobre a partícula em A torna-se, após a operação, a crença do mesmo agente sobre uma partícula em B. O estado quântico que expressa a crença do agente sobre a partícula em A inicialmente é matematicamente idêntico ao estado quântico que expressa a crença desse mesmo agente sobre a partícula em B após a operação. O teletransporte quântico é uma ferramenta poderosa usada em aplicações como a computação quântica, mas no QBism não há nada contra-intuitivo ou estranho nisso.

QBism é um projeto em andamento. Ele explicita claramente o significado de todos os objetos matemáticos na teoria e é, portanto, uma interpretação totalmente desenvolvida da mecânica quântica. No entanto, o QBism também é um programa para desenvolver uma nova física e já produziu insights profundos, mesmo que ainda seja um trabalho em andamento.

O QBism também levou a um diálogo frutífero com as escolas filosóficas de pensamento afins do pragmatismo e da fenomenologia. Sua visão de mundo é aquela em que os agentes possuem liberdade genuína e respeitam a autonomia uns dos outros. Gosto de pensar que é isso que a mecânica quântica tem tentado nos dizer sobre a realidade o tempo todo.

Ruediger Schack , professor de matemática, Royal Holloway University of London

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original .