Un manuscris pierdut al lui Schrödinger dezvăluie viziunea sa reală asupra aleatorismului cuantic
Un manuscris nepublicat al fizicianului Erwin Schrödinger, rămas ascuns mai bine de 80 de ani, aruncă o lumină nouă asupra modului în care acesta privea caracterul aleatoriu al mecanicii cuantice. Analiza a fost realizată de Flavio Del Santo, de la Universitatea din Geneva, și publicată pe serverul de preprint arXiv.
Spre deosebire de fizica clasică, mecanica cuantică nu poate prezice cu exactitate ce se va întâmpla într-un eveniment individual, ci doar probabilitățile diferitelor rezultate. Ca unul dintre pionierii teoriei, Schrödinger a jucat un rol important în dezbaterile despre ce înseamnă de fapt această aleatorietate.
Dezbaterea despre determinism
Într-un eveniment clasic precum aruncarea unei monede, rezultatul pare aleatoriu doar pentru că nu putem măsura toate forțele care acționează asupra ei. Încă de la începuturile mecanicii cuantice, unii fizicieni s-au întrebat dacă aleatorietatea cuantică funcționează la fel. În teoriile cu „variabile ascunse”, particulele ar purta proprietăți neobservate care determină în secret rezultatul fiecărei măsurători.
În 1932, matematicianul John von Neumann a publicat ceea ce mulți au considerat o dovadă că astfel de proprietăți nu pot exista, iar ideea a fost în mare parte abandonată. Întrebarea a reapărut în deceniul următor. În 1943, Edmund Taylor Whittaker a susținut că mecanica cuantică a distrus ideea clasică a unui univers previzibil. Pentru a-și susține argumentul, el a imaginat particule de lumină care trec printr-un polarizator, un filtru a cărui orientare determină câtă lumină trece.
Dacă fiecare particulă ar purta o instrucțiune ascunsă de a trece sau de a fi blocată, raționa Whittaker, rotirea filtrului după ce lumina a pornit deja spre el nu ar putea schimba aceste instrucțiuni. În schimb, mecanica cuantică prezice că proporția care trece ar trebui să se schimbe. După ce Satyendra Nath Bose a prezentat un caz similar în 1944, întrebarea a stârnit o dezbatere aprinsă în revista Nature. Printre replici, Heinrich Pelzer a prezentat un model care arăta că argumentul lui Whittaker nu rezistă.
Manuscrisul lui Schrödinger, transcris pentru prima dată
Deși este adesea prezentat drept un campion al determinismului, Schrödinger însuși s-a alăturat dezbaterii. Într-un răspuns scris de mână de trei pagini, el și-a construit propriul model cu variabile ascunse, doar pentru a arăta că astfel de explicații nu pot fi excluse. În mod crucial, acest lucru nu însemna că el credea într-un univers complet predeterminat. După cum spunea el, experimentele și logica nu ar putea dovedi niciodată imposibilitatea vreuneia dintre cele două viziuni.
În mod surprinzător, manuscrisul lui Schrödinger nu a ajuns niciodată la tipar. În schimb, a stat aproape neobservat în arhiva Schrödinger de la Universitatea din Viena. În studiul său, Del Santo l-a transcris pentru prima dată, folosindu-l pentru a reconstrui dezbaterea din alte publicații ale vremii.
În loc de simpla instrucțiune „da sau nu” presupusă de Whittaker, Schrödinger a atribuit fiecărei particule de lumină o proprietate ascunsă cu o întreagă gamă de valori posibile. Calculele lui Del Santo au confirmat că acest model corespundea predicțiilor mecanicii cuantice și, mergând dincolo de Pelzer, funcționa chiar și atunci când aceeași lumină trecea prin mai multe filtre în serie.
O imagine mai nuanțată a lui Schrödinger
Analiza datează manuscrisul undeva după noiembrie 1944 și sugerează că Schrödinger l-ar fi pus deoparte după ce a aflat de lucrarea lui Pelzer. Mai important, ea conturează o imagine mai nuanțată a fizicianului. Încă din anii 1920, înainte ca mecanica cuantică să fi apărut, Schrödinger bănuia că legile naturii ar putea fi fundamental statistice.
În final, Del Santo concluzionează că modelul său a fost o demonstrație de principiu, nu o dovadă a angajamentului său față de determinism.
Studiul, intitulat „Schrödinger’s unpublished hidden-variable model in the 1944-45 debate over the ‘Collapse of Determinism’”, a fost publicat pe arXiv.
