La realidad, ¿un juego de espejos cuánticos?

Peter Evans, The University of Queensland

Imagine que se sienta y toma su libro favorito. Mira la imagen de la portada, pasa los dedos por la tapa del libro y siente el olor familiar a libro mientras lo hojea. Cada libro reúne una variedad de aspectos sensoriales y su dueño espera que tenga su propia existencia independiente detrás de esas apariencias. 

Entonces, cuando deja el libro sobre la mesa y entra en la cocina, o sale de casa para ir a trabajar, espera que el libro se vea, se sienta y huela igual que cuando lo sostenía. Esperar que los objetos tengan su propia existencia independiente, aparte de nosotros y de cualquier otro objeto, es en realidad una suposición profundamente arraigada que hacemos sobre el mundo. Tiene su origen en la revolución científica del siglo XVII y forma parte de lo que llamamos la cosmovisión mecanicista. Según este punto de vista, el mundo es una gigantesca máquina de relojería cuyas partes se rigen por leyes de movimiento establecidas. Esta visión del mundo es responsable de gran parte de nuestro avance científico desde el siglo XVII.

No obstante, como sostiene el físico italiano Carlo Rovelli en su reciente libro Helgoland, la teoría cuántica, la física que describe el universo en las escalas más pequeñas, muestra casi con certeza que esta cosmovisión es falsa y se debería adoptar una cosmovisión «relacional».

¿Qué significa ser relacional?

Durante la revolución científica, el pionero de la física, el inglés Isaac Newton, y su homólogo alemán Gottfried Leibniz discreparon sobre la naturaleza del espacio y el tiempo.

Newton afirmaba que el espacio y el tiempo actúan como un «contenedor» para el contenido del universo. Es decir, si pudiéramos eliminar el contenido del universo –los planetas, estrellas y galaxias– nos quedaríamos con el espacio y el tiempo vacíos. Esta es la visión «absoluta» del espacio y el tiempo.

Leibniz, en cambio, consideraba que el espacio y el tiempo no eran más que la suma total de distancias y duraciones entre todos los objetos y eventos del mundo. Si elimináramos el contenido del universo, también eliminaríamos el espacio y el tiempo.

Esta es la vista “relacional” del espacio y el tiempo: las relaciones espaciales y temporales entre los objetos y eventos. Esta visión relacional del espacio y el tiempo fue una inspiración clave para Einstein cuando desarrolló la relatividad general.

Rovelli usa esta idea para comprender la mecánica cuántica. Afirma que los objetos de la teoría cuántica, como un fotón, un electrón u otra partícula fundamental, no son más que las propiedades que exhiben cuando interactúan con, en relación con, otros objetos.

Estas propiedades de un objeto cuántico se determinan mediante experimentos e incluyen cosas como la posición, el momento y la energía del objeto. Juntos forman el estado de un objeto. Así, según la interpretación relacional de Rovelli, estas propiedades son todo lo que hay en el objeto: no hay una sustancia individual subyacente que «tenga» propiedades.

¿Cómo esto nos ayuda a comprender la teoría cuántica?

Considere el conocido rompecabezas cuántico del gato de Schrödinger. Ponemos un gato en una caja con algún agente letal (como un frasco de gas venenoso) desencadenado por un proceso cuántico (como la desintegración de un átomo radiactivo) y cerramos la tapa.

El proceso cuántico es un evento fortuito. No hay forma de predecirlo, pero podemos describirlo de una manera que nos indique las diferentes posibilidades de que el átomo se descomponga o no en algún tiempo determinado.

Debido a que la descomposición provocará la apertura del vial de gas venenoso y, por lo tanto, la muerte del gato, la vida o la muerte del gato también es un evento puramente casual. Según la teoría cuántica ortodoxa, el gato no está vivo ni muerto hasta que abrimos la caja y observamos el sistema. Queda un enigma sobre cómo sería para el gato, exactamente, no estar ni muerto ni vivo.

Sin embargo, según la interpretación relacional, el estado de cualquier sistema siempre está en relación con algún otro sistema. Entonces, el proceso cuántico que se desarrolla en la caja podría tener un resultado indefinido en relación con nosotros, pero tener al mismo tiempo un resultado definido para el gato.

Por lo tanto, es perfectamente razonable que el gato no esté ni vivo ni muerto para nosotros y, al mismo tiempo, esté definitivamente vivo o muerto. Un hecho es real para nosotros de una forma, y el mismo hecho es real de otra forma para el gato.

Cuando abrimos la caja, el estado del gato se vuelve definitivo para nosotros, pero el gato nunca estuvo realmente en un estado indefinido por sí mismo. En la interpretación relacional, no hay una visión global de la realidad u “ojo de Dios”.

¿Qué nos dice este espejo cuántico sobre la realidad?

Rovelli sostiene que, dado que nuestro mundo es en última instancia cuántico, debemos prestar atención a estas lecciones. En particular, es posible que los objetos, como ese libro favorito, solo tengan sus propiedades en relación con otros objetos, incluido el que lo hojea.

Afortunadamente, eso también incluye todos los demás objetos, como el sillón. Entonces, cuando va a trabajar, su libro favorito sigue apareciendo como cuando lo tenía en la mano. Aun así, este es un replanteamiento dramático de la naturaleza de la realidad.

Desde este punto de vista, el mundo es una intrincada red de interrelaciones, de modo que los objetos no tienen su propia existencia individual independiente de otros objetos, como un juego sin fin de espejos cuánticos. Además, es muy posible que no exista una sustancia “metafísica” independiente que constituya nuestra realidad y que subyazca a esta red.

Como dice Rovelli: No somos más que imágenes de imágenes. La realidad, incluyéndonos a nosotros mismos, no es más que un velo fino y frágil, más allá del cual … no hay nada.

Peter Evans, ARC Discovery Early Career Research Fellow, The University of Queensland

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

Lea también en Cambio16.com: