ES REAL LA REALIDAD ?

La dualidad: onda-partícula

El impacto que causó entre los científicos averiguar que la luz se comporta como onda y como partícula, fue aún mayor al comprobarse que la materia también se comporta así y es más se comporta de una forma u otra, en función de nuestra propia observación.

El acto de observar modifica la perspectiva del observador. El descubrimiento de América cambió la forma de ver nuestro planeta; saber que las galaxias eran otras islas de estrellas muy lejanas mudó nuestra percepción del universo; pero la exploración del mundo subatómico nos ha llevado muchísimo más lejos, a un lugar que nadie esperaba encontrar y cuestionar la esencia misma de la realidad.

"Si alguien dice que puede pensar en los problemas cuánticos sin sentir vértigo, sólo demuestra que no ha comprendido lo más elemental de ellos", señaló en cierta ocasión Niels Bohr a uno de sus discípulos. Y es verdad. La teoría cuántica es, aparentemente, tan absurda y carente de sentido que, cien años después, sigue siendo un misterio,

El comienzo de una ilusión

Nuestro modelo del mundo proviene de nuestras propias percepciones. Sin embargo, eso no quiere decir que sea real, por lo menos en todas las escalas. Un anillo de oro Puede Parecer muy só]ido, pero está formado casi completamente por espacio vacío; la bola de billar blanca no golpea a la roja, sino que los cambios eléctricos de los electrones de los átomos que las componen se repelen: si no fuera por ellos, una pasaría sin dificultades a través de la otra.

La teoría cuántica ha llegado mucho más lejos. Según ella, la realidad misma, entendida como algo objetivo que se encuentra ahí fuera, deja de existir, es sólo una ilusión. No vemos las cosas en sí mismas, sino aspectos de lo que son.

Todo tiene su origen en la naturaleza de la luz. Durante siglos, los físicos discutieron si era una onda, como lo son el sonido o las olas del mar, o una nube de innumerables partículas, como los balines disparados por una escopeta de feria. A principios de este siglo los físicos estaban estupefactos: había fenómenos que únicamente se podían explicar si la luz se comportaba como una onda, v otros en los que debía ser una partícula. La solución, sorprendente, estaba en aceptar lo imposible: que la luz era ambas cosas a la vez. Y el gollpe de gracia: la materia también se comporta igual. Los electrones no son pelotas únicamente, algo que a los científicos les costó mucho aceptar. Y aún más el que se comportan de una forma u otra en función de lo que queramos ver, como en el conocido dicho "las cosas son del color del cristal con que se miran".

La consecuencia de aceptar esto es terrible; el ser humano ha dejado de ser un ser aparte, separado de la naturaleza y de los actos de observación. Al mirar, modificarnos el mundo. De hecho, con la mirada podemos hacer que el mundo sea de una forma y no de otra.

Sin embargo, el mazazo definitivo iba a darlo un físico enamorado del mundo griego, Werner Heisenberg. El mundo clásico desapareció cuando demostró una indeterminación fundamental: o bien conocemos la trayectoria de un protón, o bien conocemos su posición; pero no ambas. En este sentido, hay que dejar muy claro que no se trata de un problema de nuestros instrumentos de medida; es una indeterminación fundamental de la naturaleza.

Ruptura del determinismo

Cuanto más exploramos el mundo subatómico, mayor es la indeterminación que observamos. Cuando un fotón choca con un átomo haciendo saltar uno de los electrones a una órbita superior, el electrón lo hace instantáneamente, sin atravesar el espacio intermedio. Lo mismo que las órbitas atómicas están cuantizadas, el electrón deja de existir en un punto para aparecer simultáneamente en otro: éste es el famoso y desconcertante salto cuántico.

.....nos lleva a una consecuencia terrible: no existe ninguna realidad profunda. Mientras nadie los mida, los objetos cuánticos no tienen ningún atributo, ninguna propiedad intrínseca. Esta es la llamada interpretación de Copenhague, la corriente ortodoxa dentro de la física. Vivimos, pues, en un mundo fantasma, donde nada está definido hasta que se mide.

Las consecuencias de esta interpretación no preocupan demasiado a los físicos. La teoría cuántica satisface el principal criterio de una teoría: estar de acuerdo con los resultados experimentales; ¿qué más da lo que implique filosóficamente? Ante semejante panorama no es de extrañar que Einstein dijera: "Si la mecánica cuántica fuera correcta, el mundo estaría loco". A lo que muchos físicos han respondido: "Einstein tenia razón. El mundo está loco"

El carácter probabilístico de la mecánica cuántica

Albert Einstein

Incluso la noción de causalidad desaparece y nos queda únicamente la probabilidad de que algo suceda. Podemos arrojar una pelota todas las veces que queramos contra una pared, y no siempre rebotará; se trata sólo de un fenómeno probablemente verdadero. En alguna ocasión, la pelota sin duda irá a otro sitio y sólo podremos decir que hay una cierta probabilidad de que aquello suceda.

Que la física cuántica rompiera con el confortable determinismo clásico desde luego no gustó a muchos. Y entre ellos se encontraba el inigualable Albert Einstein: La mecánica afirmó en cierta ocasión "es imponente, pero una voz interior me dice que no es lo real". La teoría dice mucho, pero no nos acerca verdaderamente al secreto del Viejo. Yo, al menos, estoy convencido de que Él (Dios) no juega a los dados'. Uno de esos juegos de dados es la desintegración radiactiva.

Desde el descubrimiento de la radiactividad por Henry Becquerel en 1894 sabemos que hay átomos que son inestables. Para estabilizarse se desintegran, emitiendo un electrón, dos protones y dos neutrones pegados o, simplemente, luz de muy alta energía. La cuestión es que, aunque podamos saber si un átomo se va a desintegrar o no, somos incapaces de saber cuando lo hará. Lo máximo que podemos suponer es que, por ejemplo, transcurrida una hora hay un 50 por 100 de posibilidades de que un átomo se desintegre. Dicho de otro modo: tras una hora no hay forma de saber si ese átomo se ha desintegrado a no ser que miremos. Esto hace del acto de observar algo fundamental: si no lo hacemos, para nosotros ese átomo está en una especie de limbo desintegrado y no-desintegrado.

Conciencia y realidad

Eso quizá no nos llame la atención; puede, incluso, parecernos demasiado lejano de nuestro mundo cotidiano y real. Ahora bien, imaginemos sin embargo la siguiente situación: tomemos esa misma sustancia radiactiva como motor de un ladino mecanismo. Si un átomo de esa sustancia se desintegra, se dispara un martillo que rompe una ampolla rellena de un gas letal. Ahora metamos en una caja este dispositivo y un gato. Transcurrida una hora somos incapaces de saber si el gato está vivo o muerto. Desde nuestro punto de vista, el gato tiene un 50 por 100 de posibilidades de estar vivo y otro tanto de estar muerto. Está en un limbo vivo-muerto. Pero esto no puede ser: o está vivo o está muerto. Únicamente si abrimos la caja sabremos lo que pasa. Démonos cuenta de que este desconocimiento no lo es por ignorancia de lo que ocurre, sino porque las leyes que rigen la desintegración radiactiva son probabilísticas. En definitiva, lo que nos dice la física cuántica es que el gato no existe hasta que lo observamos. En el momento de abrir la caja es cuando su existencia, que hasta entonces era una mezcla de vivo v muerto, es una cosa o la otra. Este experimento mental es el conocido como gato de Schródinger.

  Un gato ni vivo ni muerto

Erwin Schródinger - en el retrato - trató de demostrar con un experimento que el universo es probabilístico. En él, la desintegración de un átomo activa un mecanismo letal en una caja donde hay un gato -derecha-. Hasta que no se abra, éste se encuentra en una especie de limbo vivo-muerto.

 Mundo esquizofrénico

Ahora bien, el gato sí debe saber si está vivo o muerto, aunque nosotros no lo sepamos. Claro que, hasta donde sabemos, el gato no tiene conciencia de sí mismo, por lo que poco puede ayudarnos en el dilema. Por tanto, sustituyamos el gato por un ser humano, que es conocido en la comunidad de los físicos como el amigo de Wigner, por ser Eugene Wigner quien planteó esta idea.

Con alguien así dentro de la caja, si al abrirla lo encontramos vivo podemos preguntarle qué ha sentido en esa situación esquizofrénica de vivo-muerto. Por supuesto, él nos dirá que nada especial... excepto un gran alivio por seguir vivo tras ser sometido a tan sádico experimento. La interpretación de Wigner es, por tanto, que la teoría cuántica colapsa en el momento que entra en juego la conciencia: cuando la observación penetra en la conciencia de un observador es cuando aparece la realidad. Así, la Luna existe porque alguien la observó en algún momento.

 

 

La multiplicación de los Universos

 

Según esta idea, cada vez que se da una elección cuántica, el Universo se divide en dos. Parece "Ciencia Ficción", pero es matemáticamente coherente

 

Como cabría esperar, las ideas de Wigner han sido muy criticadas. No sólo porque otorgan a la conciencia un papel preponderante, sino por otras dificultades. Una de ellas es la siguiente: supongamos que en vez de abrir la caja, ponemos una cámara instantánea que hace dos fotografías al terminar el experimento, A y B. Andrés coge la A y Benito, la B, pero el primero en' ver la fotografía es Benito y ve el gato vivo: el átomo no se la desintegrado. Es en este momento, según Wigner, cuando se constituye la realidad: en la fotografía A que verá Andrés aparecerá el gato vivo. Ahora bien, B se tomó después que A, luego cuando la cámara hizo la fotografía A, B todavía no existía. Sin embargo, el acto de ver primero la foto B - quizás meses o años después de haber sido tomada - obliga a que A presente una versión u otra. Esta causalidad retroactiva es difícil de creer.

En la misma línea se encuentra la interpretación de uno de los físicos más imaginativos de este siglo y maestro de premios Nobel: John Archibald Wheeler. Para él, el pasado sólo existe en la medida en que queda registrado hoy, y lo que hemos registrado es porque hemos escogido qué registrar: "el acto de observar es un elemental acto de creación" dice Wheeler. Su mensaje es claro: ningún fenómeno elemental es un fenómeno hasta que es un fenómeno observado. Su postura se diferencia de Wigner en que no apela a la conciencia, sino a la observación. En este sentido, el universo entero debería su existencia a que ha sido observado.

¿ Es el Universo un divino juego del azar ?

Desde un punto de vista filosófico el mundo probabilistico que describe la mecánica cuantica supone la desaparisión del determinismo clásico.

 

En el otro extremo de este juego de interpretaciones se encuentra la propuesta que Hugh Everett III realizó en 1957. Esta, que fue retomada por Nefl Graham y Bryce De Witt en 1970, se planteaba la hipótesis de la existencia de los universos paralelos.

Complejos hasta para físicos

La idea subyacente es que todo es real. El gato de Schrdinger no está en ningún limbo, sino que se encuentra tanto vivo como muerto. Claro que no puede estar de ambas formas a la vez en el mismo universo. Por eso, cada vez que se produce una alternativa cuántica, el cosmos entero se escinde en dos. Así, en una de las ramas del universo el gato está muerto y, por el contrario, está vivo en otra. Evidentemente, nadie es consciente de esta multiplicación de universos ni nadie, salvo en los relatos de ciencia-ficción, puede viajar de uno a otro. La idea de nuestro propio cuerpo v nuestra propia conciencia dividiéndose en miles de millones de copias es sorprendente, aunque la teoría matemática subyacente es absolutamente coherente. "Cada transición cuántica - explicaba De Witt - que tiene Iugar en cada estrella, cada galaxia, en cada remoto rincón del universo está dividiendo nuestro mundo local en miríadas de copias de sí mismo. ¡Es esquizofrenia con ganas!"

Parece una locura, ¿verdad? No se preocupe si al leer estas líneas se le ha levantado dolor de cabeza. A los físicos les ocurre lo mismo. El propio Stephen Hawking comentó en cierta ocasión: "Cuando oigo hablar del gato de Schródinger, cojo mi revolver".