De onde vem a aleatoriedade na mecânica quântica?

Alexey V. Melkikh - 09/10/2026 Origem da aleatoriedade A aleatoriedade dos eventos físicos constitui o núcleo da mecânica quântica. Mas de onde vem essa aleatoriedade? Pode-se encontrar uma justificativa fundamental para ela? Atualmente, acredita-se que a aleatoriedade na mecânica quântica não pode ser derivada de nenhuma fonte. Contudo, nem todos concordam com isso. Albert Einstein escreveu em uma carta a Max Born: "Considero absolutamente intolerável a ideia de que um elétron exposto à radiação possa escolher, por sua própria vontade, não apenas o momento de saltar, mas também a sua direção. Nesse caso, eu preferiria ser sapateiro, ou mesmo funcionário de uma casa de jogos, do que físico." Fase da função de onda O conceito fundamental da mecânica quântica é a função de onda. O quadrado do módulo dessa função fornece a densidade de probabilidade de encontrar um sistema em um determinado elemento de pequeno volume. A própria função é considerada imensurável e é definida a menos de um fator de fase. Contudo, apenas porque uma grandeza não é diretamente mensurável não significa que ela não possa influenciar o nosso mundo e não possa ser medida indiretamente. A função de onda pode ser associada a uma vasta gama oculta de informações que influenciam o nosso mundo. Ela é semelhante a um universo adicional. Um dos princípios da física teórica é o seguinte: Tudo o que não é proibido pela lei é permitido. Nenhuma lei proíbe que a fase da função de onda, ou a própria função de onda, assuma um valor específico para o mesmo quadrado do seu módulo. [O que eu estou sugerindo] é que a fase da função de onda é uma variável oculta que controla a aleatoriedade visível nas nossas medições. De onde vem a aleatoriedade neste caso? Encontramos tais procedimentos frequentemente. Por exemplo, poderia ser um procedimento caótico dinâmico semelhante a um gerador de números aleatórios. Variáveis Ocultas. Desigualdades de Bell Em 1964, o físico John Bell derivou uma fórmula matemática, as desigualdades de Bell: Nas décadas seguintes, foram realizados inúmeros experimentos práticos com fótons e outras partículas entrelaçadas. Os resultados mostraram violações das desigualdades de Bell. Isso significa que: Incertezas nas desigualdades No entanto, essas conclusões são sempre verdadeiras? Observe que as desigualdades de Bell são válidas apenas sob certas hipóteses. Primeiro, é impossível provar a ausência de variáveis ocultas em todos os casos possíveis porque as demonstrações se baseiam em um conjunto limitado de axiomas conhecidos da mecânica quântica. Segundo, essas demonstrações são válidas apenas dentro do nosso espaço métrico usual. Embora o teorema de Bell restrinja a causalidade local, esse teorema ainda envolve espaço, já que o termo "local" se refere especificamente ao nosso espaço métrico. Se o espaço for estendido para um espaço topológico, não há razão para descartar a existência de variáveis ocultas. Um espaço topológico permite naturalmente interações não-locais porque as distâncias métricas desempenham um papel muito diferente nesse espaço. Em topologia, as distâncias entre os objetos não são importantes, apenas sua conectividade. Portanto, se as partículas quânticas operam em um espaço topológico, o raciocínio de Bell não se aplica a elas. Experimentos possíveis Os experimentos a seguir podem ser propostos para testar a hipótese. É possível realizar verificações em larga escala dos resultados de experimentos quânticos para examinar sua aleatoriedade. Métodos para tais testes já foram desenvolvidos para geradores de números aleatórios. Pode acontecer que os resultados de certos experimentos quânticos não sejam completamente aleatórios. Mesmo um pequeno desvio da aleatoriedade perfeita representaria uma descoberta nova, significativa e importante. Isso implicaria que os resultados dos experimentos quânticos não são verdadeiramente aleatórios, mas apenas pseudoaleatórios. Quanto menor o efeito, mais rigorosos os requisitos para o teste de aleatoriedade e mais desafiador o experimento se torna. No entanto, tal experimento é viável. Os resultados experimentais também podem variar dependendo do fenômeno quântico em estudo. A mecânica quântica em campos fracos é bem compreendida, e os experimentos nessas condições são relativamente simples. Em contraste, os campos fortes foram muito menos estudados porque os experimentos nesses regimes são mais difíceis de realizar. É precisamente em campos fortes que desvios da aleatoriedade perfeita podem ser observados. Um resultado positivo em tais experimentos indicaria que a aleatoriedade não é uma propriedade fundamental e irredutível da mecânica quântica, mas sim uma consequência de padrões subjacentes mais profundos. Citando Einstein: "Eu, pelo menos, estou convencido de que [Deus] não joga dados." Se por "Deus" entendermos as leis do Universo, então esta afirmação se aplica [à nossa proposta neste] artigo. Perspectivas Problemas como o problema da medição na mecânica quântica, o entrelaçamento quântico e a comunicação mais rápida que a luz podem ser vistos como caminhos potenciais para o desenvolvimento dessas ideias. Cada um desses problemas pode exigir seus próprios experimentos críticos e estruturas teóricas. Além disso, os esforços contínuos para modelar o cérebro e os processos de pensamento permanecem importantes, não apenas para a compreensão da inteligência natural, mas também para orientar a criação da inteligência artificial quântica. Com base no formalismo proposto, poderão ser criados no futuro computadores quânticos com fundamentos completamente novos.