La elusiva realidad cuántica
JORDI PIGEM
Niels Bohr estaba convencido de que quienes no se escandalizan al oír hablar de física cuántica no la han entendido. La física cuántica tiene el privilegio de ser a la vez la disciplina científica más compleja a nivel matemático, la más paradójica a nivel filosófico y la más carismática a nivel popular. Tras más de ochenta años, persiste el debate sobre qué significa y qué tipo de realidad nos muestra. Y da pie a multitud de publicaciones, del ensayo filosófico a la narrativa de ficción
En las primeras tres décadas del siglo pasado nació la física cuántica. Hoy no hay disciplina científica que sea tan matemáticamente compleja y tan filosóficamente estimulante, de la que se hable tanto y se hagan interpretaciones tan dispares. No sorprende su carisma. Por un lado, la física cuántica promete darnos respuesta definitiva a una de las cuestiones clave que a través de los siglos han guiado la historia del pensamiento: ¿cuál es la naturaleza última de la realidad? ¿En qué consiste en último término el mundo? Por otra parte, la física cuántica pone en tela de juicio buena parte de los presupuestos y convicciones que nos guían cotidianamente.
El progreso científico, hasta ayer, siempre había generado mayor certeza sobre la realidad. Aquí ya no: las antiguas certezas se disuelven en un océano de probabilidades y entidades intangibles (como en la economía de nuestros días). “Fue como si el suelo que nos sostenía se hubiese esfumado y, en ausencia de todo fundamento sólido, nada pudiera erigirse”, dijo Einstein del nacimiento y desarrollo de la física cuántica, a la que él mismo contribuyó decisivamente. Pero el físico que lideró la aventura de adentrarse en el mundo cuántico no fue Einstein sino Niels Bohr, el danés en honor del cual se bautizó como interpretación de Copenhague a la que fue, durante más de medio siglo, la brújula más habitual para intentar orientarse en estos laberintos. Hay más de media docena de interpretaciones posibles de la física cuántica: todas operativas en sus respectivos ámbitos, pero ninguna permite elaborar una visión del mundo plenamente coherente. En un simposio de físicos en Cambridge en 1999 se pidió a los participantes que votaran por su interpretación favorita: de los 90 que contestaron, 4 seguían favoreciendo la interpretación de Copenhague, 30 trabajaban a partir de la hipótesis de que existen universos múltiples, y 50, más de la mitad… no supieron qué contestar. La verdad es que la mayoría de físicos se concentran en el día a día del cálculo o del laboratorio y no dan demasiadas vueltas a las paradojas que emergen a su alrededor. Pero las paradojas están ahí y cuestionan radicalmente nuestra percepción habitual de la realidad.
Los átomos y la cultura
El propio Bohr afirmaba: “Estoy convencido de que quienes al oír hablar por primera vez de física cuántica no se escandalizan es que no la han entendido”. Hay para escandalizarse, porque la realidad no parece ser para nada lo que desde Platón y Descartes andábamos buscando. Una de las claves de la ciencia moderna es la búsqueda de elementos fijos e indivisibles que, al combinarse, darán lugar a la multitud de seres que encontramos en nuestra experiencia. Demócrito (sobre quien Marx escribió su tesis doctoral), en la Grecia clásica (a la que tanto crédito dio Europa durante siglos), creyó que la realidad estaba formada por átomos, es decir, partículas indivisibles (en griego tomos es una rebanada o porción). Pero a principios del siglo XX se descubrió que los átomos no son ni sólidos ni indivisibles. Ello tuvo repercusiones en toda la cultura. Kandinski lo vivió como una catástrofe: “El colapso del modelo del átomo fue equivalente en mi espíritu al colapso del mundo entero... No me hubiera sorprendido que apareciera una piedra flotando en el aire ante mí, que se fundiera y se volviera invisible”. En 1911, el modelo atómico de Rutherford propuso la conocida estructura de electrones alrededor de un núcleo central. Luego se descubrió que los protones y neutrones que componen el núcleo resultan a su vez de complicadas combinaciones de otras partículas menores, como los quarks (término que el físico y lingüista Murray Gell-Man sacó del Finnegans Wake de Joyce: “Three quarks for Muster Mark!”). Las partículas elementales, lejos de ser cada vez más elementales, son cada vez más numerosas y complejas: el listado de su nomenclatura y propiedades ocupa docenas y docenas de páginas en el folleto (booklet) más utilizado, que se edita en Berkeley y va creciendo con los años.
El electrón puede hallarse en un lugar del átomo y reaparecer en otro, como por arte de magia: “No existe tal cosa como una partícula con un camino bien definido”, sentenciaba Bohr, quien añadía que “las partículas materiales aisladas son abstracciones: sus propiedades sólo se pueden definir y observar en su interacción con otros sistemas”. Con todo ello no sólo se esfuma la idea de que hay elementos últimos que componen la realidad, sino que se pone en cuestión que exista una realidad objetiva, previa e independiente del observador. Einstein repitió durante décadas su eslogan “Dios no juega a los dados”. Así, en una carta de 1944 escribe a Max Born: “Usted cree en un Dios que juega a los dados y yo en una ley y un orden completos en un mundo que existe objetivamente”. El verdadero problema de Einstein (así lo muestra Manjit Kumar en Quantum) no era que en el mundo cuántico las certezas se vean suplantadas por meras probabilidades, sino la pérdida de esa realidad objetiva e independiente.
Según Einstein, “es básico, para la física, que uno crea en un mundo real que existe independientemente de cualquier acto de percepción”. Einstein creía firmemente en una realidad objetiva, independiente del observador. Al fin y al cabo, Platón y Aristóteles, Galileo y Descartes, Newton y Kant, todas las grandes lumbreras europeas se habían acercado de ese modo a la realidad. Kant, por ejemplo, pensaba que detrás de los fenómenos observados yace una realidad objetiva a la que no podemos acceder. En cambio Goethe, una generación más joven que Kant, ya afirmaba: “No busquéis nada detrás de los fenómenos: ellos mismos son la teoría”. En la física cuántica, detrás de los fenómenos no hay nada: “no hay fenómeno que sea fenómeno si no es un fenómeno observado”, afirmaba Niels Bohr y reafirmaba John Wheeler, el físico que dio nombre a los agujeros negros.
Todo ello nos lleva más allá del realismo clásico, hacia una realidad posmaterialista y un universo participativo, en el que no estamos separados del mundo y en el que las decisiones y expectativas del observador condicionan lo observado decisivamente. Wheeler también creía que las revoluciones relativista y cuántica pronto deberán ser completadas con una revolución más radical. En nuestro contexto de crisis sistémica, la física teórica, la ciencia que más se acerca al núcleo de la realidad, pide también un cambio de perspectiva.
