EL HOMBRE DE LOS MUCHOS MUNDOS
La paradoja del gato de Schrödinger tiene el poder de apelar al sentido común, a la intuición clásica, de una manera inmediata y provocadora. Por ello ha sido objeto de acalorada controversia y ejemplo paradigmático de las singulares rarezas del mundo cuántico. La escapatoria más aceptada entre los físicos a esta paradoja consiste, esencialmente, en negarla. La interpretación ortodoxa de Copenhague venía a decirnos que la mecánica cuántica es así. Con su enfoque axiomático, la escuela de Copenhague introducía la dinámica de la función de onda, que representa el estado cuántico de un sistema y postulaba el colapso de la función de onda con la medida.
En términos más modernos, diríamos que cualquier sistema parte de un estado cuántico coherente. Esta coherencia cuántica persiste cuando el sistema progresa en el tiempo bajo la acción del operador de evolución unitario, sin mediar la intervención de un observador, y sufre un proceso de decoherencia por acción de un aparato de medida, necesariamente macroscópico, al ser observado.
El observador o el aparato de medida, para la escuela de Copenhague, son objetos no cuánticos, situados en un dominio clásico distinto del estado coherente del sistema que pretende ser observado. De ese modo se justifica el colapso de la función de onda que proyecta el sistema sobre un estado no coherente y clásicamente observable. El observador es, por tanto, un elemento privilegiado en la interpretación de la realidad Física a partir de las leyes cuanticas. Pero ¿dónde están los límites entre el dominio macroscópico clásico y el dominio microscópico cuántico? ¿En qué consiste el proceso de decoherencia? No hay respuestas completamente satisfactorias, en el marco de la interpretación ortodoxa, para estas preguntas.
La perspectiva de Hugh Everett, a la hora de abordar el problema de la medida en mecánica cuántica, fue completamente distinta. Everett, bajo la supervisión de Wheeler, desarrolló un trabajo de tesis doctoral que bajo el título de la "teoría de la función de onda universal", defendió en 1957 y en el que desafiaba la interpretación ortodoxa de la escuela de Copenhague. Everett se planteó que debía integrar al observador o al aparato de medida dentro del esquema de evolución unitaria determinista, dictada por la ecuacion de Schrödinger. Las leyes de la Física cuántica, si eran correctas, tenían que regir tanto el mundo microscópico como el macroscópico.
En consecuencia, no cabía apelar a ningún ente no cuántico para fijar un punto de vista privilegiado que permitiera explicar los resultados experimentales. El proceso de medida, una vez integrados observador y sistema observado, debía ser un evento de evolución unitaria, sin colapso de la función de onda e igualmente regido por la correspondiente ecuación de Schrödinger. La osadía de Everett residió en aceptar que establecidas las leyes, el mundo físico emergería de imponer dichas leyes y tan solo cabría interpretar correctamente los resultados. Las ecuaciones determinan la realidad y no a la inversa.
El hombre detrás de los muchos mundos
La trayectoria académica de Hugh Everett (1930-1982) como investigador en el campo de la Física cuántica fue breve y quedó truncada por las circunstancias que rodearon a su tesis doctoral, por el contexto histórico en el que trabajó y, también, por los demonios personales de un hombre brillante que murió de manera prematura en 1982, por un ataque al corazón, más que probablemente causado por su afición desmedida al alcohol, el tabaco y la comida. Sin embargo la brevedad no impidió que su contribución en el campo de la Física cuántica, aunque controvertida y para muchos casi heretica, le reportara cierto reconocimiento tardío y alguna notoriedad entre el gran público, sobre todo entre los aficionados a la ciencia-ficción.
De la ingeniería química a la Física teórica
Hugh Everett III, hijo de un militar que sirvió como teniente coronel durante la Segunda Guerra Mundial y fue destinado a Alemania en 1949, cursó estudios en un instituto privado militar en Washington DC, antes de obtener en 1953 el Grado en Ingeniería Química por la Universidad Católica de América. Había adquirido una sólida formación en matemáticas, área hacia la que dirigió su interés, al iniciar sus estudios de posgrado en la Universidad de Princeton. Hizo alguna incursión trabajando en el Departamento de Matemáticas en la entonces emergente teoría de juegos, pero su interés acabó decantándose hacia la Física teórica.
Empezó a trabajar bajo la supervisión de Wheeler y en 1955 público un par de artículos breves ya en el campo de la Física cuántica, y desarrolló las ideas que le conducirían a su trabajo de tesis doctoral. En lo esencial, había completado dicho trabajo en 1956 y escrito un largo manuscrito que tan solo vio la luz en un libro editado en 1973. El manuscrito finalmente se título la "teoría de la función de onda universal".
De la polémica al distanciamiento académico
La naturaleza controvertida del trabajo de Everett llevó a Wheeler a viajar a Copenhague en mayo de 1956, para presentar las ideas de su tesis anterior a destacados componentes de la escuela de Copenhague, con el objeto de discutirlas y ganar para ellas la mejor acogida posible. Los esfuerzos de Wheeler resultaron baldíos. Ello, a pesar de que se mostró favorable a una cierta "poda" que despojaba al formalismo desarrollado por Everett de sus implicaciones más polémicas.
De hecho, Everett y Wheeler hubieron de alcanzar cierto compromiso para la presentación final de la tesis, defendida en abril de 1957, y la publicación de un artículo en junio de ese mismo año que reproducía casi íntegramente el contenido de aquella. El artículo se títuló la "formulación del estado relativo de la mecánica cuántica". Antes, en junio de 1956, Everett había aceptado un trabajo en el Pentágono, en la división matemática del grupo de evaluación de sistemas de armamento. Su competencia en el campo de las aplicaciones militares de la teoría de juegos, posiblemente su ascendencia militar, y con toda seguridad, su disgusto por el rechazo y la forma final en la que sus ideas vieron la luz, contribuyeron a poner fin a la carrera académica de Everett
Los muchos mundos después de Everett
La alternativa de Everett a la insatisfactoria interpretación ortodoxa de Copenhague conduce a postular un Universo compuesto por un conjunto no numerable de realidades cuánticas paralelas, que divergen a partir del resultado distinto de una medida y que no pueden comunicarse entre sí. Este es el Multiverso cuántico de la teoría de la función de onda universal. La teoría de Everett desencadenó inicialmente reacciones adversas en el ámbito de los partidarios de la escuela de Copenhague. Algunos la tacharon de teología. Wheeler, su propio mentor, aunque apreciaba el formalismo matemático que ha proporcionado la base para el tratamiento moderno del entrelazamiento cuantico y la decoherencia, estimaba que la interpretación de Everett añadía un equipaje metafísico demasiado pesado.
Tras la reacción inicial, las ideas de Everett pasaron desapercibidas durante casi una década después de la defensa de su tesis en 1957, una versión reducida de su trabajo inicial de un artículo, el mismo año, titulado la" formulación del Estado relativo de la mecánica cuántica", que recogía casi íntegramente el contenido de la misma.
Según Everett, las realidades cuánticas paralelas estaban desconectadas las unas de las otras. El proceso de decoherencia, tras el entrelazamiento de los estados relativos sujeto-objeto como resultado de la observación, aseguraba que las historias ramificadas no se interfiriesen entre sí. La interpretación de muchos mundos no permitía la refutación, ni podía ser contrastada. La primera objeción, por tanto, hacia la teoría de Everett y el motivo de su escaso éxito inicial, resultaba de la aplicación del principio epistemológico de simplicidad, también conocido como navaja de Occam.
El principio puede formularse cómo sigue: "Entre dos explicaciones o teorías alternativas, la más sencilla es siempre la preferible". No obstante, para Everett y los posteriores adeptos a su teoría, la navaja de Occam también podía ser esgrimida a su favor. Qué explicación es más sencilla: ¿la que introduce un observador no cuántico para justificar un postulado de la medida "ad hoc" que viola el carácter unitario y determinista de la teoría, o la teoría más elegante y formalmente consistente de Everett?
Para la mayoría de los físicos, aunque concordante con el formalismo matemático, la existencia o no de los múltiples mundos de Everett es un asunto puramente especulativo que escapa del dominio de la Física. Algunos autores, en cambio, abogan de forma activa por su existencia, como Max Tegmark o David Deutsch. Este último, incluso, ha llegado a sugerir algunos experimentos ideales que permitirían discriminar, a partir de los resultados, entre un Universo regido por la formulación de la Física cuántica basada en la interpretación ortodoxa de Copenhague o en la interpretación de los muchos mundos.
Sin embargo, la realización práctica de estos experimentos exigiría una tecnología que hoy en día está fuera de nuestro alcance y quizá lo esté siempre, para la creación y manipulación de estados cuánticos macroscópicos, así como la computación cuántica pertinente. Otros experimentos ideales, de carácter aún más especulativo y contenido metafísico, como algunas variantes de la paradoja del gato de Schrödinger, enfocadas desde el punto de vista del propio gato, han sido propuestos.
De estos últimos experimentos se derivan los conceptos de suicidio cuántico, que se refiere al proceso que precipita al gato a la superposición cuántica de estar vivo y estar muerto, y de la inmortalidad cuántica, que se refiere a la experiencia subjetiva del gato, que sobrevive al suicidio cuántico, en la medida que sobrevivir es una de las alternativas cuánticas que se realiza en alguna realidad paralela.
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