Qué teoría nos da más información, la mecánica cuántica o la clásica?

Hola.

Sin duda es la mecánica cuántica la teoría que más información nos da en el sentido que la mecánica clásica debe poder derivarse de ella. La cuestión es que hasta la fecha la física cuántica no falla ninguna predicción, mientras que la física clásica sí falla muchas, como el comportamiento de los átomos y demás.

En cuanto a lo del carácter aleatorio decirte que la opinión general es que ninguna teoría podrá nunca ser mejor que eso. Cualquier teoría del mundo microscópico deberá ser forzosamente aleatoria. Si la mecánica clásica no lo es eso no significa que sea "mejor teoría", simplemente se aplica en un mundo donde hay muchas partículas y las estadísticas se cumplen muy bien y que además es muy poco preciso. Por eso sus predicciones se cumplen, no porque sean más exactas que la de la física cuántica.

La física crece por capas. Lo que no explicaba la mecánica clásica a altas velocidades, lo explica la relatividad, y además explica lo que explicaba ya la clásica.

Por otra parte, en el otro extremo, lo que explica la mecánica clásica a macroescala falla al aplicarse a dimensiones atómicas y subatómicas. La mecánica cuántica explica los comportamientos en estas dimensiones diminutas, y además explica lo que explica la clásica.

Lo que buscan ahora los físicos en unificar la meca cuántica, la relatividad y la clásica en una sola teoría, la teoría M, sino me equivoco.

Por tanto, definitivamente la mecánica cuántica explica más que la clásica, pero la clásica sigue siendo una buena base, y es muy práctica en el mundo real (Newton era un verdadero genio; hasta hoy, sus ecuaciones siguen siendo útiles y prácticas en muchos ámbitos, a pesar de que fallan bajo ciertas circunstancias).

Esta pregunta es un tanto ambigua pero muy interesante. En general las teorías tienen limitaciones las preguntas que podemos hacer dentro de ellas. Así que es difícil comparar teorías cuyos rangos de aplicabilidad no coinciden.

La clásica se acomoda excelentemente bien a nuestro mundo en nuestra escala (tanto de velocidades, como de energías). La cuántica es extrictamente necesaria cuando las energías puestas en juego en un proceso son comparables a la constante de Planck (aunque esto es sólo una forma de verlo, a mi juicio es la más adecuada).

¿Qué teoría te da más información? Pues depende de lo que entendamos por "información proporcionada por una teoría".

Información = una teoría contiene a la otra

La clásica describe bien el mundo a nuestra escala y los resultados experimentales que soportan esta visión son de sobra conocidos.

Sin embargo la cuántica ha de contener necesariamente a la clásica en algún sentido (para más datos sobre esto ver: ¿Dónde comienza el mundo cuántico?)

Así pues la cuántica da más información.

Información = grados de libertad

Si la información la asociamos a los grados de libertad que asumimos en una determinada teoría, entonces la cuántica gana por goleada. En cuántica aparecen los grados de libertad de espín, de hipercarga, etc, que no están presentes en clásica.

Información = descripción de los procesos

La clásica es determinista, en el sentido de que dada una situación inicial siempre sabremos cual es la situación final de un sistema una vez conocida la ley de evolución. A la gente le gusta esto, pero me parece que es porque nuestra escala es clásica. (No entramos aquí en los supuestos que nos llevan a la teoría del caos en sistemas dinámicos).

La cuántica por otro lado, debido a la indeterminación y al problema del colapso, da información en términos de probabilidades. Esto la gente lo considera, generalmente, una "pérdida de información", para mí es justamente lo contrario, ¿por qué?

La cuántica nos dice que conocido un estado inicial y la ley de evolución (ecuación de Schrödinger o cualquier otro) sabemos como evoluciona y además que dicha evolución es determinista. El problema viene cuando queremos medir, al medir, el estado final puede ser uno entre muchos posibles. Sin embargo, la cuántica te dice cuales son todos los estados finales posibles de una medida y además con qué probabilidad los encontraremos. Y luego vas al laboratorio y encuentras justamente eso. De hecho, lo que se observa en los laboratorios son valores esperados (promedios pedestremente hablando) y eso la cuántica simplemente lo clava. Por lo tanto, en este sentido la cuántica nos da más información sobre el proceso, los diferentes estados accesibles por la evolución, y además con que frecuencia se presenta cada uno. Creo que eso nos dice bastante sobre nuestro universo y sobre que la física más allá de nuestro ámbito es mucho más rica de lo que vemos en general.

Por eso, creo que la descripición cuántica es muy rica, no sabría decir si da más o menos información, pero lo que si sabemos es que nos permite estudiar procesos, identificar nuevos grados de libertad y que además la clásica es un caso límite de la cuántica.