O COLAPSO DA FUNÇÃO DE ONDA E SUAS IMPLICAÇÕES FILOSÓFICAS

Eugene Wigner, ganhador do Nobel em 1963

Celso Luis Levada^(*)

(*) Professor aposentado da Academia da Força Aérea de Pirassununga

RESUMO:

A mecânica quântica é uma teoria bem-sucedida no que diz respeito às confirmações experimentais de suas previsões, mas, desde suas origens, suscitou uma grande controvérsia em relação à interpretação de seus fundamentos. Os debates em torno dos fundamentos da mecânica quântica provocam controvérsias contínuas desde o início da teoria até os dias atuais. Uma das principais razões para isso está na interpretação do conceito de colapso das funções das ondas, o que leva a uma série de especulações sobre a aplicação da mecânica quântica em várias outras áreas do conhecimento humano.

Palavras-chave: mecânica quântica, função de onda, colapso, implicações.

ABSTRACT

Quantum mechanics is a successful theory with regard to the experimental confirmation of its predictions, but, since its origins, it has caused a great controversy regarding the interpretation of its foundations. The debates over the fundamentals of quantum mechanics have provoked continuous controversies since the beginning of the theory until today. One of the main reasons for this is the interpretation of the concept of the collapse of wave functions, which leads to a series of speculations about the application of quantum mechanics in several other areas of human knowledge.

Keywords: quantum mechanics, wave function, collapse, implications.

INTRODUÇÃO:

Heisenberg, Schrodinger e Dirac estão entre os físicos que ajudaram a desenvolver a matemática da física quântica e se apegaram apenas à questão da matemática e não à questão da interpretação. Um exemplo dessa atitude foi o físico dinamarquês Niels Bohr, que não estava interessado nos detalhes do átomo, mas apenas em descrever seu comportamento, pois tudo estava contido na fórmula matemática. Na mecânica quântica, a evolução⁽¹⁾ de um sistema fechado é descrita por um “estado” que evolui no tempo de acordo com a equação de Schrödinger; no entanto, diferentemente da teoria clássica, esse estado em geral fornece apenas as “probabilidades” de obter resultados diferentes de uma medida. Matematicamente, a função de onda é representada pelo símbolo (Ψ), que é a solução geral para a equação de Schrodinger, obtida pela soma ponderada de todas as possíveis soluções características da referida equação. Tudo o que podemos dizer⁽¹⁾ é que a função de onda que descreve um objeto quântico contém as potencialidades desse objeto. Um mar de infinitas possibilidades, que os filósofos tentam interpretar, entender e explicar o que essa matemática descreve. No entanto, quando o aparelho de medição se acopla a esse sistema misto, eles evoluem para um único estado emaranhado, isto é, uma função de estado global. Nesse caso, esses sistemas generalizados também podem ser o experimentalista e o aparato com o sistema a ser medido.

O ATO DE OBSERVAÇÃO E O COLAPSO DA FUNÇÃO DE ONDA:

De acordo com a interpretação de Copenhague da mecânica quântica, a função de onda evolui de acordo com a equação de Schrödinger em uma superposição linear de diferentes estados. No entanto, no processo de medição, a medição real sempre encontra um determinado valor, o que significa que a medição fez algo sobre o processo em questão, causando o colapso da função. Explicando melhor, podemos dizer que quando a função de onda entra em colapso, na presença de um observador, o estado inicial formado pela superposição de muitos auto-estados se desdobra em um único auto-estado específico relacionado a essa medição. Isso caracteriza o colapso da função de onda. Heisenberg⁽²⁾ foi o primeiro a apontar a inevitável perturbação causada pelo observador no sistema atômico sendo observado, justificando suas relações de indeterminação através da experiência. Bohr foi quem teve a iniciativa de escrever sobre a inevitável interação entre o agente de observação e o sistema atômico, dando importância ao fato de que a observação perturba consideravelmente o sistema. Efetivamente, há interferência do sujeito na observação de fenômenos quânticos com suas implicações para o realismo e a objetividade do processo de medição? Mas em casos de observações simultâneas, não se pode dizer que ambos os observadores acabam escolhendo. Então, quais critérios podem nos ajudar a descobrir qual dos observadores você escolhe? A idéia de que a consciência humana causaria o colapso de uma partícula surgiu na década de 1930, quando alguns consideravam eminente o surgimento de uma revolução científica na biologia e na psicologia, assim como aconteceu na física. Segundo Max Jammer⁽⁴⁾ , foi o matemático húngaro John von Neumann, em 1932, que apresentou a idéia de que a consciência humana causaria o colapso da função de onda de uma partícula. London e Bauer ⁽³⁾ lançaram um livro em 1939 intitulado The Theory of Observation in Quantum Mechanics, onde apresentam uma interpretação da teoria quântica segundo a qual a consciência humana seria responsável pelo colapso da onda quântica. Posteriormente, essa ideia ganhou o apoio de vários físicos renomados⁽⁴⁾, como Eugene Wigner, Fritz London e, mais recentemente, Henry Stapp, Freeman Dyson, Roger Penrose e Fred Alan Wolf.

O AMIGO DE WIGNER

Como é habitual na ciência, alguns pesquisadores veem um novo campo de pesquisa com perspectivas promissoras; outros acham que não vale a pena investir nesse caminho. De todos esses nomes, Eugene Wigner, que em 1961 publicou vários artigos não especializados nos quais argumentava que a consciência humana teria um papel essencial na física quântica e que a mente ainda seria uma realidade não alcançada pela física de seu tempo. O amigo de Wigner⁽⁵⁾ é o nome de um paradoxo, teoricamente proposto pelo físico e matemático húngaro Eugene Wigner, ganhador do Nobel em 1963. É uma experiência de pensamento considerada uma extensão do experimento com gatos de Schrödinger. A questão central é o instante do colapso da função de onda. Segundo a interpretação de Copenhague, o colapso da função de onda ocorre quando o sistema é observado. Então, premeditadamente, Wigner está ausente da sala onde o experimento é realizado, pedindo ao amigo para fazer a observação. Então, quando Wigner retornar à sala, ele poderá saber o resultado do experimento. É como se o mecanismo material fosse substituído pela consciência do amigo, o que implica que o estado do sistema é uma soma linear dos estados possíveis. Wigner⁽⁵⁾ pede que seu amigo comunique os resultados do experimento posteriormente. Seu amigo faz parte do equipamento de medição? Agora, se é o observador consciente que causa o colapso da função de onda, é o observador consciente quem escolhe o resultado do colapso por sua vontade. A onda do experimento quântico sofrerá um colapso quando o amigo o observar? Ou o amigo de Wigner será suspenso de funções vitais até que Wigner pergunte o resultado? Em outras palavras, quem escolhe, Wigner ou seu amigo. Alguns estudiosos acreditam que o paradoxo do amigo de Wigner surge por causa de um mal-entendido de consciência. De certa forma, podemos concluir que o experimento mostra que Wigner acreditava em uma consciência cósmica única, necessária ao processo de medição, onde todos nós estamos interconectados. Usando essas controvérsias permitidas pelas variadas interpretações da mecânica quântica, Capra, Goswami e Maharishi, entre outros, propõem a existência de um Campo Universal Inteligente, uma Mente Universal, com todas as possibilidades que determinam nossa realidade.

CONSCIÊNCIA E PROCESSOS NATURAIS:

Baseado em diferenças de interpretação da mecânica quântica, David Bohm⁽⁸⁾ criou uma teoria que mais tarde o levou a desenvolver a idéia de que há um holismo no mundo. Isso deu motivos para acreditar que, nos últimos anos, a mecânica quântica foi incorporada pelo ser humano ciências, visões de mundo místicas, espirituais, etc. Há muita coisa escrita na tentativa de colocar idéias da física quântica e da espiritualidade nas relações humanas, mas, por enquanto, apenas uma pequena analogia, porque a teoria quântica está longe de ser entendida em sua totalidade. Alguns autores consideram que uma empresa mantém como seres vivos, porque são formados por pessoas e, em seguida, para a visão quântica, podem ser úteis para as empresas. Embora generalizada, essa abordagem é considerada pela maioria dos físicos simplesmente como um uso metafórico da física quântica. Assim, em 1959, BOHM relacionou suas idéias sobre mecânica quântica ao pensamento filosófico de Krishnamurti e, a partir disso, propôs diálogos entre as ciências humanas e a física. David Bohm define holomovimento como um processo dinâmico de totalidade, uma integridade única e inquebrável no movimento de fluxo. Tudo está conectado a tudo e no fluxo dinâmico; cada parte contém o fluxo como um todo. Podemos considerar o holismo como a natureza básica da realidade. Vários autores assumem que a consciência pode exercer uma influência direta nos processos naturais e procuram mostrar como um modelo quântico de consciência explicaria esse e outros tipos de fenômenos, e que o observador tem um poder de decisão. Alguns físicos⁽⁶⁾ são ainda mais ousados e defendem uma visão mais radical, na qual o próprio observador humano entra em uma superposição quântica. Assim, seguindo esse modelo, podemos dizer que, na escala quântica, quem cria a realidade é o observador, ou seja, o ato de observar que define a realidade. Devido à modificação radical da imagem do mundo introduzida pela teoria e ao novo papel atribuído ao observador, a física quântica atraiu a atenção dos filósofos. Hoje, com a difusão do movimento cultural chamado misticismo quântico, o termo “quantum” adquiriu um novo significado. Não designa apenas a física que descreve átomos, radiação e estrutura molecular, mas qualquer atitude mística, na qual a espiritualidade individual é vista como uma integração holística, isto é, sem separações da espiritualidade mais global. O termo “quantum” foi adotado pelas correntes místicas e filosóficas para atribuir às suas concepções um suposto fundamento científico. No entanto, sabemos que essa lógica é controversa e rejeitada pela maioria dos cientistas que trabalham na ciência ortodoxa. De fato, tal concepção mística não tem nada a ver com a física quântica original; atua mais no sentido metafórico.

CONSIDERAÇÕES FINAIS:

A consciência era um fenômeno quântico? Por mais forçada que essa especulação possa parecer, ela foi seriamente considerada por vários pesquisadores^(6,7,8) nos últimos cinco anos. A motivação para essa abordagem é que, como a consciência é algo misterioso da mesma maneira que os fenômenos quânticos, esses dois mistérios podem ser conectados. No entanto, este estudo ainda está em um estágio embrionário da neurociência que faz uso de considerações da física quântica. É importante enfatizar que a consciência está associada a um fenômeno quântico é basicamente uma questão empírica, ainda em aberto, e que uma formulação precisa desse fato requer esclarecimentos filosóficos sobre as definições de “consciência” e “fenômeno quântico”.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

PESSOA JUNIOR, O. Concepts of quantum physics. Publisher: Bookstore of Physics, São Paulo, São Paulo, 2006.
HALLIDAY, D., RESNICK, R. and WALKER,J. Fundamentals of Physics, v.4 – 4th edition, Rio de Janeiro; Technical and Scientific Books Publishing company, 2011
LONDON, F. and BAUER, E. “La théorie de l’observation en mécanique quantique” (1939), English translation in Quantum Theory and Measurement, edited by J. A. Wheeler and W. H. Zurek, Princeton University, Princeton, 1983.
JAMMER, M. The Philosophy of Quantum Mechanics, John Wiley & Sons (1974).
WIGNER, EP Remarks on the Mind-Body Question, text available in – http://www.informationphilosopher.com/solutions/scientists/wigner/Wigner_Remarks.pdf,access in 20/06/2020.
HAMEROFF S.; PENROSE R., Consciousness in the universe. Phys Life Rev; 11(1):39-78, 2014
FREIRE JÚNIOR, O. A story without an ending: the quantum physics controversy 1950-1970. Science & Education, 12, p. 573-86, 2003.
BOHM, D. A suggested interpretation of the quantum theory in terms of “hidden variables”, I and II. Physical Review 85 (2): 166-79 e 180-93, 1952.