El enigma cuántico

EL ENIGMA CUÁNTICO. Encuentro entre la física y la conciencia de Bruce Rosenblum y Fred Kuttner. La mecánica cuántica como rama de la física siempre despertó mi interés, la contemplaba como una teoría complicada, compleja, incomprensible, difícil de entender que planteaba conocimientos que cuestionaban nuestros principios sobre los que se asentaban la interpretación de la realidad y del universo, y cuyas afirmaciones estaban muchas veces en contra del sentido común y que no sólo eran difícil de comprender sino de creer; pero que al mismo tiempo era la teoría científica cuyos descubrimiento habían sido demostrados experimentalmente en innumerables ocasiones y que a pesar de los incontables intentos por rebatirlos por físicos eminentes, entre ellos el mismo A. Einstein, no había sido posible . Quise ampliar mis conocimiento y me decidí por este libro que  plasma un curso de iniciación a la física para estudiantes de humanidades impartido por dos profesores de física de la Universidad de California. 


Libro interesante, accesible aunque con ciertos capítulos algo densos dónde aparecen conceptos difíciles de comprender y que requiere de nuestro esfuerzo y que aún quedan bastante oscuros. A lo largo del libro pasamos desde los inicios de la ciencias experimental con Galileo Galilei, pasando por las aportaciones de I. Newton con su celebre ley de la gravitación universal y otros científico hasta llegar al siglo XIX con Mark Planck y los posteriores trabajos de Bohr, De Broglie, Einstein Schrödinger, Heisenberg, John Bell, R. Feynman y otros, un viaje fascinante dónde contemplamos como se fue generando la teoría de la mecánica cuántica y la aportación de cada uno de estos científicos. 


Los autores nos van exponiendo los conceptos, principios y modelos básicos de la mecánica cuántica  y aquí entramos en materia con conceptos como la dualidad onda-partícula, estado cuántico, la función de onda, onda de probabilidad, colapso de la función de onda, el entrelazamiento cuántico, el gato de Schrödinger, el experimento de EPR, la desigualdad de Bell, el principio de incertidumbre de Heisenberg, interpretación de Copenhague... La verdad que todo esto es un poco mareante e irreal, como creer en la existencia de partículas separadas lo suficiente como para que ninguna fuerza interactue entre ellas pero que sin embargo se transmiten información y conociendo en estado de una de ellas podemos conocer el estado de la otra, para volverse loco, así como la "teletransportación" de las películas de ciencia ficción, pero claro no perdamos la perspectiva esto sucede a nivel del micromundo de las párticulas atómicas y subatómicas  no macroscópico que es el mundo en el que nosotros nos desenvolvemos. Parece que todo esto de la física cuántica es pura palabrería pero los autores afirman que un tercio de la economía mundial se base es aplicaciones de la mecánica cuántica y ahí tenemos el laser, los transistores, los semiconductores y supraconductores, las imágenes por resonancia magnética nuclear, la computación cuántica, las aplicaciones en la criptografía, etc. 


En los capítulos finales aparece en escena la "conciencia" término de por si difícil de conceptualizar y ya entramos en una especie de traca final en el que se pone en relación la conciencia con una realidad que no es real hasta que es observada, con unos átomos que no sabemos dónde están o si están  o más bien que están al mismo tiempo en todas partes, son ondas de probabilidad en terminología cuántica, y que son reales cuando los observamos o cuando los medimos es decir cuando colapsan, está es la parte un poco más especulativa y que los autores llaman el enigma de la física cuántica, interesante cuando proponen la mística como vía para llegar al entendimiento del universo.   


¿Hay algo ahí fuera? nos preguntamos después de leer estas páginas, acostumbrados a pensar que el mundo existe con independencia de nosotros, la mecánica cuántica establece que la propia observación crea la realidad física observada, idea difícil de aceptar y nada intuitiva, la verdad es que uno se queda bastante perplejo pero esto es la realidad.


Acabamos con estás dos citas: 

«Cuando nos paramos en la oscuridad y miramos una estrella a cien años luz de nosotros, no sólo las ondas de luz retardadas procedentes de la estrella han estado viajando durante cien años hasta llegar a nuestros ojos, sino que las ondas adelantadas generadas por procesos de absorción dentro de nuestros ojos han llegado cien años atrás en el pasado, completando la transacción que permitió a la estrella brillar en nuestra dirección». John Cramer.

 «En el principio sólo había probabilidades. El universo sólo podía acceder a la existencia si alguien lo observaba. No importa que los observadores aparecieran varios miles de millones de años más tarde. El universo existe porque tenemos conciencia de él». Martin Rees.

TEXTO CONTRAPORTADA.

Nacida en los años veinte del siglo pasado para explicar el mecanismo que rige el comportamiento de los átomos, la teoría cuántica ha sido sorprendentemente exitosa: ninguna de sus predicciones ha resultado falsa y ningún científico la pone en cuestión. Además, la mecánica cuántica ha revolucionado nuestro mundo cotidiano y ha propiciado asombrosos avances tecnológicos. Sin embargo, algunas de sus conclusiones –como la afirmación de la interdependencia entre la realidad del mundo exterior y su observación experimental, o la idea de que un objeto puede estar en dos o más sitios al mismo tiempo– constituyen un enigma que cuestiona nuestras intuiciones en torno a la realidad y la conciencia y que acercan esta teoría a la filosofía y el misticismo.

Los físicos Rosenblum y Kuttner exponen con claridad y sin tecnicismos el desarrollo histórico de esta teoría, relatan fascinantes historias y anécdotas sobre los científicos involucrados en ella y exploran la paradójica idea de que la conciencia afecta a los fenómenos físicos. el enigma cuántico, en definitiva, ofrece una amena aproximación a un misterio que obsesiona a los físicos desde hace ocho décadas.

ÍNDICE.

Agradecimientos

Prefacio

 1. Presentación del enigma

 2. Einstein la calificó de «fantasmal»... y ojalá yo lo hubiera sabido

 3. La visita a Eug Ahne Poc: una parábola cuántica

 4. Nuestra visión newtoniana del mundo: Una ley universal del movimiento

 5. El resto de la física clásica. Hola, mecánica cuántica

 6. La intrusión del cuanto en la física

 7. La ecuación de Schrödinger: La nueva ley universal del movimiento

 8. Un tercio de nuestra economía

 9. Nuestro secreto de familia

10. Maravillosa, maravillosa Copenhague

11. El controvertido gato de Schrödinger

12. En busca de un mundo real: EPR

13. Acciones fantasmales: El teorema de Bell

14. ¿Qué está pasando?: La interpretación del enigma cuántico

15. El misterio de la conciencia

16. El misterio se encuentra con el enigma

17. La conciencia y el cosmos cuántico

Apéndices

Lecturas recomendadas

Índice onomástico

CITAS DEL LIBRO.

"Éste es un libro controvertido. Pero nada de lo que diremos sobre la mecánica cuántica es controvertido. Los resultados experimentales expuestos y nuestra explicación de los mismos mediante la teoría cuántica son indiscutibles. Lo que se debate acaloradamente es la implicación de dichos resultados más allá de la física. Para muchos físicos es mejor no hablar de este enigma cuántico, el misterio del encuentro de la física con la conciencia. Es nuestro secreto de familia". Pág. 17.

"La teoría cuántica está en la base de todas las ciencias de la naturaleza, desde la química hasta la cosmología. La necesitamos para comprender el brillo del Sol, las imágenes de un televisor, el verde de la hierba y el Big Bang que dio origen al universo. Buena parte de las tecnología moderna se basa en dispositivos que aprovechan efectos cuánticos". Pág. 26

"Si un árbol cae en el bosque y nadie lo oye, ¿hay algún ruido? el realista respondería: 'Aunque las ondas de presión que experimentaríamos como sonido no fueran oídas por nadie, existirían como fenómeno con realidad física'. El solipsista respondería: 'Ni siquiera habría un árbol a menos que yo lo experimentara; y aun entonces, sólo mis sensaciones conscientes existirían realmente'. A este respecto, permítasenos citar al filósofo Woody Allen: '¿Y si todo fuera una ilusión y nada existiese? En tal caso, ciertamente he pagado por mi alfombra más de lo que vale' ". Pág. 50.

 "La física clásica explica el mundo bastante bien; son los detalles los que se le resisten. La física cuántica maneja los detalles perfectamente; es el mundo lo que no puede explicar.

La física cuántica no reemplaza la física clásica tal como el sistema heliocéntrico reemplazó la visión antigua con la Tierra en el centro del cosmos. Más bien, la física cuántica abarca la física clásica como caso especial. La física clásica es una aproximación extremadamente buena para el comportamiento de objetos mucho  mayores que los átomos. Pero si uno escarba en cualquier fenómeno natural -físico, químico, biológico o cosmológico- acaba tropezando con la mecánica cuántica". Pág. 67.

"La  ondulatoriedad en una región es la probabilidad de encontrar el objeto en esa región. cuidado: no es la probabilidad de que el objeto esté ahí. ¡Hay una gran diferencia! El objeto no estaba allí antes de que lo encontráramos. Es nuestra localización del objeto lo que causó que estuviera allí. Esta idea es traicionera, y es la esencia del enigma cuántico." Pág. 94.

"La interpretación de Copenhague ha sido caricaturizada recientemente como '¡calla y calcula!. No es muy agudo, pero tampoco completamente injusto. De hecho, es el precepto correcto para la mayoría de físicos la mayor parte del tiempo. La interpretación de Copenhague es la mejor manera de tratar con la mecánica cuántica a todos los efectos prácticos. Nos asegura que en nuestros laboratorios y escritorios podemos hacer uso de la mecánica cuántica sin preocuparnos de lo que ocurre realmente. La interpretación de Copenhague nos enseña que la mecánica cuántica es una teoría plenamente consistente y suficiente como guía de los fenómenos físicos que nos rodean. ¡Eso está bien!" Pág. 138

"Aunque la teoría cuántica funciona perfectamente, nos dice algo muy extraño: un objeto es creado en alguna parte por nuestra observación del mismo"..."La teoría cuántica establece que los átomos y las moléculas no están en ninguna parte hasta que nuestra observación los crea allí donde los detectamos" Pág. 141.

"En un mundo que calificaríamos de razonable, los objetos deberían tener propiedades reales. Esto es, las propiedades de un objeto no deberían ser creadas por su observación. Además, en un mundo razonable, los objetos deberían ser separables. Esto es, deberían afectarse mutuamente sólo a través de fuerzas físicas, y no de las influencias más rápidas que la luz de Bohr, llamadas acciones fantasmales por Einstein. En este sentido, el mundo newtoniano descrito por la física clásica es un mundo razaonable. El mundo descrito por la física cuántica no lo es. El teorema de Bell permite comprobar si nuestro mundo es, en efecto, razonable (y quizá solo sea su descripción cuántica la que es irrazonable). Pág. 173.

"La conciencia y el enigma cuántico no son sólo dos misterios: son los dos misterios. El primero, la demostración física del enigma cuántico, nos pone ante un misterio fundamental del mundo objetivo ahí fuera. El segundo, la percepción consciente, nos pone ante el misterio fundamental de lo subjetivo, el mundo mental interior. La mecánica cuántica parece conectar ambos mundos"  Pág. 221

"Analogías (entre la conciencia y la mecánica cuántica)...Influencias no físicas: Si hay una mente aparte del cerebro físico, ¿cómo se comunica con el cerebro? Este misterio recuerda la conexión entre dos objetos cuánticamente entrelazados (a lo que Einstein aludió como acciones fantasmales y Bohr como influencias) " Pág. 233. 

"Aunque la mecánica cuántica es atrozmente contraintuitiva, funciona a la perfección. Puesto que la Naturaleza no tiene por qué conformarse a nuestra intuición, puede que el problema de la medida, el enigma cuántico, sólo resida en nuestras cabezas. Pero, si es así, ¿por qué encontramos la mecánica cuántica tan difícil de aceptar?¿Por qué los hechos observados generan tamaña disonancia cognitiva, enfrentando nuestra insistencia en el libre albedrío contra nuestra creencia en un mundo físicamente real?" Pág. 236.

"Estamos hechos de los residuos de estrellas explosionadas: somos polvo de estrellas" Pág. 246.