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QUE SIGNIFICA TUDO ISTO ?
O fato
de que os elétrons, fótons e outros objetos quânticos se comportem
algumas vezes como partículas e outras vezes como ondas sugere a
pergunta de que são "realmente". A postura convencional no que diz
respeito a questões desta índole sai de repente dos trabalhos de
Bohr, quem acreditou haver descoberto uma interpretação consistente
da mecânica quântica. Esta se conhece como a interpretação de
Copenhagem, assim chamada pelo instituto de Bohr na Dinamarca, que
ele fundou na década de 1920.
Segundo Bohr, não tem sentido perguntar o que é "realmente" um
elétron. Ou ao menos, se se coloca a questão, a física não pode dar
uma resposta. A física, declarou, não nos diz nada acerca do que é,
mas do que podemos comunicarmos sobre o mundo. De concreto, se um
físico termina um experimento sobre um sistema quântico, supondo-se
que dá uma especificação completa do dispositivo experimental, a
física pode então fazer uma predição judiciosa sobre o que o físico
poderia observar e conseqüentemente comunicar a seus colegas em uma
linguagem compreensível.
No
experimento de Young, por exemplo, temos uma escolha clara. Ou
deixamos tranqüilos os elétrons e fótons, e observamos sua figura de
interferência, ou podemos dar uma olhadela rápida nas trajetórias
das partículas e apagar a dita figura. As duas situações não são
contraditórias, mas complementares.
De
modo similar, existe uma complementaridade posição-momento. Podemos
escolher medir a posição de uma partícula em cujo caso seu momento é
incerto, ou podemos medir o momento e abandonar o conhecimento de
sua posição. Cada uma das qualidades - posição e momento - constitui
um aspecto complementar do objeto quântico.
Bohr
elevou essas idéias a princípio: o de complementaridade. Na
dualidade onda-partícula, por exemplo, as propriedades ondulatórias
e corpuscular de um objeto quântico constituem aspectos
complementares de seu comportamento. Ele argumentou que não
deveríamos encontrar nunca experimentos em que estes dois
comportamentos diferentes entram em conflito entre si.
Uma
profunda conseqüência das idéias de Bohr é que se altera o
tradicional conceito ocidental da relação entre macro e micro, o
todo e suas partes. Bohr assegurou que para que tenha sentido falar
do que um elétron está fazendo, antes deve se especificar o contexto
experimental total; dizer o que se vai medir, como está disposto o
aparelho, etc. Assim, pois, a realidade quântica do micromundo está
inextrincavelmente ligada com a organização do macromundo. Em outras
palavras, a parte não tem sentido exceto em relação com o todo. Este
carácter holístico da física quântica tem encontrado uma favorável
acolhida entre os seguidores do misticismo oriental, a filosofia
encarnada em religiões orientais tais como o Hinduismo, Budismo e
Taoísmo. Realmente, nos primeiros momentos da teoria quântica muitos
físicos, incluindo Schrödinger, apressaram-se a traçar paralelismos
entre o conceito quântico do todo e da parte e o conceito oriental
tradicional da unidade harmônica da natureza.
Um
conceito central na filosofia de Bohr é a afirmação de que incerteza
e confusão são intrínsecas ao mundo quântico e não meramente o
resultado de nossa percepção incompleta do mesmo. Isto é um assunto
muito sutil. Conhecemos muitos sistemas que são imprevisíveis: as
vicissitudes do tempo, a bolsa e a roleta, por exemplo, nos são
familiares. Entretanto, tais sistemas não nos forçam a realizar uma
reconsideração radical nas leis da física. A razão é que a
imprevisibilidade da maioria das coisas cotidiana pode ser
esclarecida por não termos informação suficiente para calcular seu
comportamento a um nível de detalhe necessário para uma predição
exata. No caso da roleta, por exemplo, recorremos a uma descrição
estatística. Assim mesmo na termodinâmica clássica se pode descrever
adequadamente o comportamento coletivo de miríades de moléculas em
média usando mecânica estatística. Entretanto, as flutuações em
torno aos valores médios calculados não são nesse caso
intrinsecamente indeterminadas porque, em princípio, poderia dar-se
uma descrição mecânica completa de cada uma das moléculas em jogo
(ignorando neste exemplo os efeitos quânticos!).
Quando
se descarta a informação concernente a algumas variáveis dinâmicas,
introduz-se um elemento de vacuidade e incerteza em nossa descrição
do sistema. Entretanto, sabemos que esta confusão é realmente o
resultado da atividade de todas essas variáveis que temos escolhido
ignorar. Poderíamos chamá-las "variáveis ocultas". Estão sempre alí,
mas nossas observações podem ser demasiadas cruas para fazê-las
aparecer. Assim, por exemplo, a medida da pressão de um gás não é
suficientemente fina para revelar os movimentos individuais das
moléculas.
Por
que não podemos atribuir a indeterminação quântica a um nível mais
profundo de variáveis ocultas? Uma teoria assim nos capacitaria para
descrever a extravagância caótica e aparentemente indeterminada das
partículas quânticas como conduzida por um substrato de forças
completamente deterministicas. O fato de que parece sermos incapazes
de determinar a posição e o momento de um elétron simultaneamente
poderia então se atribuir a crua natureza de nosso aparelho, que é
também incapaz de sondar o nível mais fino deste substrato.
Einstein estava convencido de que devia ocorrer algo assim; que no
final um mundo clássico de causa e efeito familiares reside debaixo
da casa de loucos do quantum. Esforçou-se em construir experimentos
mentais para verificar a idéia. O mais refinado destes o apresentou
em um artigo famoso hoje em dia, escrito em 1935 em colaboração com
Boris Padolsky e Nathan Rosen.
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