Física Quântica 22 - Interpretações dos Muitos Mundos

 

Interpretações dos Muitos Mundos

por Osvaldo Pessoa Jr.

No texto “O Problema da Medição”, discutimos a questão, colocada por algumas interpretações realistas ondulatórias, sobre qual seria a etapa do processo de medição em que ocorreria o colapso da onda quântica.

Seria na interação do objeto quântico com a placa metálica do detector? Seria no processo de amplificação, que envolve o fornecimento externo de energia? Seria quando um registro macroscópico fosse obtido?

Ou seria quando um ser humano consciente observasse o resultado macroscópico do experimento?

A tese de que é o ser consciente que provoca o colapso é conhecida como interpretação subjetivista, e foi explorada no texto “A Consciência Legisladora”.

Na figura acima, representamos um átomo como um pacote de onda vermelho (com uma flecha), que após passar pelo ímã de um aparelho de Stern-Gerlach entra em uma superposição, indicada por linhas tracejadas alaranjadas.

A interpretação subjetivista supõe que a superposição dos átomos “contamina” os aparelhos macroscópicos, de tal forma que estes também entram em uma superposição, de maneira semelhante ao que foi visto no texto “Onde está o Gato de Schrödinger?”.

Mas quando, finalmente, um ser humano observa o aparelho, a sua consciência teria o poder de provocar o colapso, é apenas uma das potencialidades que se atualiza (ver imagem no cérebro do observador da figura).

Essa interpretação subjetivista não é bem vista pela maioria dos físicos, apesar de ter sido bastante difundida nas últimas décadas pelo movimento que podemos chamar “misticismo quântico”.

Esta visão não é refutada por nenhum experimento factível, de forma que ela é uma interpretação tão digna quanto as dezenas de outras.

No entanto, é curioso que muitos físicos ortodoxos passaram a defender uma visão ainda mais exótica, na qual o próprio observador humano entra numa superposição quântica!

Esta concepção é conhecida como a interpretação dos muitos mundos.

Esta visão foi apresentada pela primeira vez em 1957, pelo norte-americano Hugh Everett III, que fazia seu doutorado sob a orientação de John Wheeler, que mencionamos no texto “A Escolha Demorada”.

Segundo este ponto de vista, nunca ocorrem colapsos. Um observador humano, ao olhar para o resultado do experimento, entraria numa superposição quântica, e haveria então duas versões do observador, dois “ramos”, cada qual tendo percebido um resultado diferente para o experimento.

Cada ramo corresponderia assim a um resultado da medição quântica, e a memória do ser humano, em cada ramo, não teria acesso à memória do outro ramo.

Assim, em cada ramo, o ser humano teria a ilusão de que apenas um resultado de medição se produziu, e diria que tal resultado surgiu após uma “redução” ou colapso do estado quântico.

Mas, na verdade, ele teria entrado numa superposição macroscópica, e nenhuma redução de fato teria ocorrido: esta seria apenas uma aparência.

Na figura, representam-se as duas versões do observador, A e B, unidos porém como uma superposição quântica. Apesar de eles estarem unidos, como irmãos siameses, um não percebe a presença do outro.

O observador A registrou um certo resultado em seu cérebro, e toda vez que ele se lembrar desta observação, ele só terá acesso à memória em sua cabeça, nunca na cabeça do outro. Assim, eles não têm como saber que o outro existe!

O interesse de Everett era tratar o Universo todo como um sistema quântico, e como não haveria um observador externo, achou por bem supor que colapsos nunca ocorrem (pois eles só poderiam ser provocados por um observador externo).

Notamos, na figura, que representamos o emaranhamento do sistema quântico com o ambiente externo. Isso, para as visões subjetivistas e dos muitos mundos, não é suficiente para provocar colapso.

Tanto a interpretação subjetivista quanto a dos muitos mundos são atraentes para as visões místicas, mas deu para perceber que elas são interpretações conflitantes, ou seja, não dá para defender ambas as interpretações ao mesmo tempo.

Na visão subjetivista, a consciência tem um certo poder sobre a realidade, o que não ocorre na visão dos muitos mundos.

Nesta, porém, há uma sugestão de que podemos ter vidas paralelas, ou que nossas diferentes potencialidades na vida de fato coexistem, o que também é atraente para a visão de mundo mística.

Everett chamou sua visão de interpretação dos “estados relativos”, pois o estado de um observador (por exemplo) é definido em relação ao estado do sistema que ele observa.

Em 1973, uma versão um pouco diferente, chamada interpretação dos “muitos mundos”, foi divulgada por Bryce DeWitt, que considerou que os diferentes ramos (como A e B) seriam na verdade diferentes mundos, ou Universos paralelos.

A diferença entre a visão de Everett e a de DeWitt é que, para o primeiro, haveria apenas um único Universo, de comportamento completamente quântico, ao passo que o segundo imaginava cada ramo como um Universo clássico diferente.

Dois historiadores brasileiros, Olival Freire Jr. e Fábio Freitas, da Universidade Federal da Bahia, têm estudado cartas e documentos relativos a Hugh Everett, mostrando as dificuldades que ele teve para divulgar suas ideias para a comunidade dos físicos, em especial para Niels Bohr.

O interesse recente que os físicos têm tido pelas ideias de Everett pode ser exemplificado pela capa da revista Nature, mostrada abaixo, que apresenta uma ilustração típica de livros de ficção científica.

Na figura, representam-se as duas versões do observador, A e B, unidos porém como uma superposição quântica. Apesar de eles estarem unidos, como irmãos siameses, um não percebe a presença do outro.

O observador A registrou um certo resultado em seu cérebro, e toda vez que ele se lembrar desta observação, ele só terá acesso à memória em sua cabeça, nunca na cabeça do outro. Assim, eles não têm como saber que o outro existe!

O interesse de Everett era tratar o Universo todo como um sistema quântico, e como não haveria um observador externo, achou por bem supor que colapsos nunca ocorrem (pois eles só poderiam ser provocados por um observador externo).

Notamos, na figura, que representamos o emaranhamento do sistema quântico com o ambiente externo. Isso, para as visões subjetivistas e dos muitos mundos, não é suficiente para provocar colapso.

Tanto a interpretação subjetivista quanto a dos muitos mundos são atraentes para as visões místicas, mas deu para perceber que elas são interpretações conflitantes, ou seja, não dá para defender ambas as interpretações ao mesmo tempo.

Na visão subjetivista, a consciência tem um certo poder sobre a realidade, o que não ocorre na visão dos muitos mundos.

Nesta, porém, há uma sugestão de que podemos ter vidas paralelas, ou que nossas diferentes potencialidades na vida de fato coexistem, o que também é atraente para a visão de mundo mística.

Everett chamou sua visão de interpretação dos “estados relativos”, pois o estado de um observador (por exemplo) é definido em relação ao estado do sistema que ele observa.

Em 1973, uma versão um pouco diferente, chamada interpretação dos “muitos mundos”, foi divulgada por Bryce DeWitt, que considerou que os diferentes ramos (como A e B) seriam na verdade diferentes mundos, ou Universos paralelos.

A diferença entre a visão de Everett e a de DeWitt é que, para o primeiro, haveria apenas um único Universo, de comportamento completamente quântico, ao passo que o segundo imaginava cada ramo como um Universo clássico diferente.

Dois historiadores brasileiros, Olival Freire Jr. e Fábio Freitas, da Universidade Federal da Bahia, têm estudado cartas e documentos relativos a Hugh Everett, mostrando as dificuldades que ele teve para divulgar suas ideias para a comunidade dos físicos, em especial para Niels Bohr.

O interesse recente que os físicos têm tido pelas ideias de Everett pode ser exemplificado pela capa da revista Nature, mostrada abaixo, que apresenta uma ilustração típica de livros de ficção científica.

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