MULTIVERSO NIVEL 3

 

SEGUNDA PARTE

 Por qué el cerebro no es un ordenador cuántico

En los últimos años ha crecido el interés por el desarrollo de los llamados ordenadores cuánticos, los cuales explotarían la rareza de la Física cuántica para resolver más rápidamente determinados problemas. Por ejemplo, si usted compró un artículo por Internet, el número de la tarjeta de crédito utilizada se codificó mediante un sistema basado en que la multiplicación de dos números primos de 300 dígitos entre sí es rápida, mientras que la factorización del número de 600 dígitos resultante (para averiguar de qué dos números es el producto) es difícil, y los mejores ordenadores actuales necesitarían más tiempo para resolverlo que la edad de nuestro Universo. Si se pudiera crear un ordenador cuántico, cualquier pirata informático podría usarla para hallar la respuesta con bastante rapidez, y sustraer el dinero de su cuenta, usando un algoritmo cuántico inventado por el científico del MIT Peter Shor. O, tal como lo expresa el precursor de la computación cuántica: «Los ordenadores cuánticos comparten información con numerosas versiones de sí mismos a lo largo y ancho del Multiverso», y en este Universo nuestro consiguen resultados más deprisa porque, en cierto modo, cuentan con la ayuda de esas otras versiones.

Un ordenador cuántico también podría simular el comportamiento de átomos y moléculas con gran eficacia sustituyendo las mediciones de laboratorios químicos, del mismo modo que las simulaciones en los ordenadores convencionales han reemplazado a las mediciones tomadas en túneles de viento. Muchos ordenadores modernos calculan más deprisa usando múltiples procesadores en paralelo. Un ordenador cuántico vendría a ser el ordenador en paralelo superlativo, porque usa el Multiverso del nivel III como un recurso computacional y, en cierto sentido restringido, efectúa distintos cálculos paralelos en Universos paralelos.

Para crear una máquina así hay que superar grandes obstáculos en el ámbito de la ingeniería, como aislar la información cuántica lo bastante bien como para que la decoherencia no estropee las superposiciones cuánticas. Aún queda mucho por hacer: mientras que el ordenador de un teléfono móvil probablemente almacene miles de millones de bits de información (ceros y unos), las computadoras cuánticas más novedosas desarrolladas en laboratorios de todo el mundo solo alcanzan a almacenar un puñado de ellos. Sin embargo, Roger Penrose y otros plantearon un supuesto impactante: ¡puede que ya tengamos un ordenador cuántico… en la cabeza!

Sostenían que los cerebros humanos (o, cuando menos, algunas partes de él) son computadoras cuánticas, y que esto es determinante para comprender la consciencia. Como la decoherencia arruina los efectos cuánticos, se han usado las fórmulas de la decoherencia para comprobar si la idea de Penrose funcionaba de verdad. Se realizaron los cálculos con las neuronas (figura 1), los cientos de miles de millones de células nerviosas que, cual cables, transmiten señales eléctricas dentro del cerebro.

FIGURA 1

Representación esquemática de una neurona (izquierda), de una sección de la parte alargada con forma de cable llamada axón (centro), y de un fragmento de la membrana del axón (derecha). El axón suele estar protegido por un material aislante llamado mielina que tiene pequeños espacios desnudos cada medio milímetro aproximadamente donde se concentran las entradas de sodio y potasio sensibles al voltaje. Si la neurona se encontrara en una superposición de disparo y no disparo, entonces alrededor de un millón de átomos de sodio (con el símbolo Na) se hallarían en la superposición de estar dentro y fuera de la célula (derecha).

Las neuronas son finas y alargadas: si alguien pusiera las suyas en fila una detrás de otra, darían unas cuatro vueltas a la Tierra. Transmiten señales eléctricas transportando átomos de sodio y potasio a los que les falta un electrón (y, por tanto, tienen carga eléctrica positiva). Si se conecta un voltímetro a una neurona en reposo, el instrumento registraría 0,07 voltios entre el interior y el exterior de la célula. Si un extremo de la neurona se activa para reducir ese voltaje, entonces las entradas sensibles al voltaje de la pared celular se abren, los átomos de sodio con carga eléctrica empiezan a atravesarla a chorro, el voltaje cae y cada vez entran más átomos. Esta reacción en cadena, llamada disparo o descarga, se propaga a lo largo de la neurona a una velocidad de hasta 300 kilómetros por hora, al mismo tiempo que alrededor de un millón de átomos de sodio penetran en la célula. El axón se recupera con rapidez, y las neuronas veloces llegan a repetir este proceso de disparo más de 1000 veces por segundo.  

Ahora bien, supongamos que el cerebro fuera un ordenador cuántico, y que las descargas neuronales estuvieran implicadas de algún modo en la computación. Cada neurona individual debe tener la capacidad de estar en una superposición de disparo y no disparo, lo que significa que alrededor de un millón de átomos de sodio están en dos lugares a la vez, dentro y fuera de la neurona. Un ordenador cuántico funciona tan solo mientras su estado sea secreto para el mundo exterior, de modo que ¿cuánto tiempo puede una neurona mantener en secreto si está emitiendo una descarga o no? Cuando se introdujeron los números, se obtuvo la respuesta de que «no mucho en realidad» o, para ser más exactos, alrededor de 10-20 (una cientrillonésima) de segundo. Ese es el tiempo que pasará hasta que una molécula de agua al azar sea bombeada al interior de uno de los millones de átomos de sodio y descubra en qué lugar se encontraba, con lo que destruirá la superposición cuántica. Asimismo, realizando los cálculos para otro modelo que había propuesto Penrose, donde la computación cuántica no se realizaría mediante neuronas, sino mediante los microtúbulos que conforman parte del esqueleto de las células, se vio que sufrían decoherencia después de unos 10-13 (una diezbillonésima) de segundo. Para que los pensamientos fueran equivalentes a una computación cuántica, tendrían que acabar antes de que empezara la decoherencia, así que tendrían que funcionar lo bastante deprisa como para generar 10 000 000 000 000 pensamientos por segundo.

En realidad no es de extrañar que el cerebro humano no funcione como un ordenador cuántico: los físicos que trabajan en el desarrollo de ordenadores cuánticos dedican grandes esfuerzos a combatir la decoherencia, por lo común aislando los instrumentos en un vacío frío y oscuro, para mantener su estado en secreto ante el resto del mundo, mientras que el cerebro es un lugar tibio y húmedo cuyas partes no están aisladas.

FIGURA 2

 

Descompongamos el mundo en tres partes: la parte correspondiente a las percepciones subjetivas (el sujeto), la parte estudiada (el objeto) y todo lo demás (el entorno). Tal como se indica, las interacciones entre estas tres partes generan efectos cualitativos muy diferentes, y aportan una visión unificadora que incluye tanto la decoherencia como el colapso aparente de la función de onda.

Feynman había subrayado que la Física cuántica separa nuestro Universo en dos partes: el objeto en consideración y todo lo demás (denominado el entorno). Sin embargo, falta una pieza importante del rompecabezas cuántico: la mente. Tal como había evidenciado el trabajo de Everett, la comprensión del proceso de observación nos obliga a introducir además una tercera parte del Universo: el estado mental de quien observa, etiquetado como sujeto en la figura 2. A los no físicos tal vez les parezca curioso que apenas se hable de la mente en el ámbito de la Física, dado todo el revuelo que se ha formado en la Física cuántica en relación con las observaciones. Al fin y al cabo, hablar de observaciones sin mencionar la mente es como hablar de miopía sin mentar el ojo. Creo que la explicación radica en que, como no entendemos el funcionamiento de la consciencia, casi todos los físicos se sienten incómodos incluso hablando de ella, ante el temor de que los tachen de demasiado filosóficos.

Personalmente considero que el simple hecho de no entender algo no implica que podamos ignorarlo y, aun así, esperemos llegar a las respuestas correctas. Para entender la figura 2 no importan en absoluto los detalles de cómo funciona la mente: la única afirmación es que la consciencia subjetiva de cada cual resulta en cierto modo de los complejísimos movimientos de las partículas que conforman el cerebro, y que esas partículas obedecen la ecuación de Schrödinger exactamente igual que todas las demás partículas.

Separemos la ecuación de Schrödinger en varios trozos: tres de ellos gobiernan las tres partes de nuestro Universo (sujeto, objeto y entorno) y otros trozos adicionales rigen las interacciones entre esas partes. Analizando los efectos de las diferentes partes de la ecuación, se observa que una parte producía la materia que abordan los libros de texto, otra parte daba lugar a los múltiples mundos de Everett, otra parte brindaba la decoherencia de Zeh, y otra parte generaba algo nuevo. Los libros de texto convencionales se han centrado tan solo en la parte de la ecuación de Schrödinger que gobierna el objeto (por ejemplo, un átomo), de acuerdo con el espíritu reduccionista de que las cosas deberían ser analizables por sí mismas sin tener que preocuparse por el todo más amplio del que forman parte. La interacción entre el sujeto y el objeto da lugar a los Universos paralelos de Everett, lo que prolonga las superposiciones cuánticas desde el objeto hasta el observador, el sujeto.

La interacción entre el entorno y el objeto produce la decoherencia, lo que explica por qué los objetos grandes nunca muestran signos de un comportamiento cuántico extraño, como estar en dos sitios a la vez. Por lo común resulta imposible eliminar esta decoherencia en la práctica, pero incluso en experimentos mentales que permitieran hacerlo (por ejemplo, repitiendo el experimento de los naipes cuánticos en una habitación oscura, fría y sin aire, donde un solo fotón incidiera contra la carta y después fuera percibido por un ojo), no habría ninguna diferencia: como la carta está en dos sitios a la vez, también lo estaría el fotón, y también al menos una neurona de los nervios ópticos del observador entraría en una superposición de disparo y no disparo al mirar la carta y esta superposición entrará en decoherencia en unos 10-20 segundos.

Pero esa decoherencia aún no explica por completo la razón de que nunca veamos la rareza cuántica, porque los procesos del pensamiento humano (las dinámicas internas del sujeto) podrían crear superposiciones raras de estados mentales que nos son familiares. Por suerte, en este caso acude al rescate la tercera interacción de la figura 2: la interacción entre el sujeto y el entorno. El hecho de que las neuronas entren en decoherencia mucho más rápidamente que su capacidad para procesar información implica que si los complejos patrones de descargas neuronales del cerebro humano guardan alguna relación con la consciencia, la decoherencia en el cerebro evitará que experimentemos superposiciones raras.

Esta interacción entre el sujeto y el entorno también contribuye a atar otro cabo suelto. Wojciech Zurek había continuado con su estudio de la decoherencia y había evidenciado que la decoherencia hace otra cosa importante para nosotros: no solo explica por qué los objetos grandes nunca parecen estar en dos sitios a la vez, sino que también explica por qué son tan especiales los estados convencionales (como estar en un solo lugar): de entre todos los estados que la Física cuántica permite a los objetos grandes, estos estados convencionales son los más robustos ante la decoherencia y, por tanto, los únicos que sobreviven. Es algo parecido a por qué los desiertos suelen tener cactus en lugar de rosas: son los más robustos para ese entorno.

Ahora bien, se puede reducir parte de la decoherencia usando ingeniosos equipos de laboratorio, como bombas de vacío y refrigeradores extremos, pero nunca podremos apagar la decoherencia de las neuronas. No sabemos cómo funciona la mente humana, pero sí sabemos con seguridad que toda la información que recibe del mundo exterior debe pasar primero por las neuronas de los órganos sensoriales, como por ejemplo los nervios ópticos del ojo y los nervios cocleares del oído, y todos ellos entran en decoherencia con una rapidez tremenda. Así que en el momento en que somos subjetivamente conscientes de cualquier observación relacionada con el mundo exterior, las cosas ya han caído en decoherencia, lo que garantiza que nunca notaremos ninguna rareza cuántica y explica por qué solo percibimos estados convencionales robustos.

Algunas de las numerosas controversias físicas que existen son tan imponentes que destacan por encima del resto y duran varias generaciones. Está claro que la gran controversia sobre cómo interpretar la Física cuántica es una de ellas. Otra guarda relación con la segunda ley de la termodinámica, la cual establece que la entropía de un sistema aislado nunca decrece, siendo la entropía una medida cuantitativa de la información que nos falta sobre un sistema, en esencia, la cantidad de bits de información que necesitaríamos para especificar su estado cuántico. Por un lado, algunos científicos la han elevado a una categoría casi sagrada, y el gran astrofísico sir Arthur Eddington proclamó:

«La ley de que la entropía siempre aumenta ocupa, en mi opinión, el lugar más destacado entre las leyes de la naturaleza. Si alguien le dice a usted que su teoría preferida del Universo se opone a las ecuaciones de Maxwell, peor para las ecuaciones de Maxwell. Si resulta que contradice la observación, los experimentalistas también se equivocan algunas veces. Pero si se descubre que su teoría contraviene la segunda ley de la termodinámica, pierda toda esperanza; caerá sin remedio en la más profunda de las humillaciones».

Por otro lado, titanes de la Física como Maxwell, Gibbs, Loschmidt y Poincaré han opuesto serias objeciones a la segunda ley, y aún no existe consenso sobre si se han resuelto todas ellas de manera satisfactoria. Estas dos grandes controversias de la Física cuántica y la termodinámica están relacionadas, en tanto que ambas se resuelven de un plumazo si usamos la definición oficial de entropía en Física cuántica (aportada por John von Neumann), si rechazamos el colapso de la función de onda, y si tenemos en cuenta todas las partes de la realidad: sujeto, objeto y entorno.

Tal como se sintetiza en la figura 2, la toma de datos y la decoherencia se corresponden con la interacción del objeto con el sujeto y con el entorno, respectivamente. Aunque los procesos de toma de datos y de decoherencia puedan parecer distintos, la entropía establece un paralelismo interesante entre ellos relacionado con la falta de información que tenemos sobre el objeto, que es una cantidad muy importante que en Física denominamos entropía. Si el objeto no interacciona con nada, su entropía se mantiene constante: un segundo después sabemos lo mismo sobre su estado porque ese estado se puede calcular a partir del estado inicial usando la ecuación de Schrödinger. Si el objeto interacciona con el observador, entonces lo normal es que éste obtenga más información sobre el objeto, y que la entropía disminuya (al abrir los ojos en la figura 1, hay dos copias de usted, cada una de ellas ve un resultado diferente, pero ambas saben cómo cayó la carta en su Universo paralelo y, por tanto, ha conseguido un poco más deinformación sobre la carta). En cambio, si el objeto interacciona con el entorno, lo habitual es que perdamos información sobre él, de modo que la entropía aumenta.

De forma similar, si se sabe que una carta se encuentra en un estado cuántico correspondiente a hallarse en dos sitios a la vez, y después una persona o un fotón descubre dónde está sin informar de ello, el sujeto habrá perdido un poco de información acerca de ella: al principio conocía su estado cuántico, pero ahora se encuentra a todos los efectos en uno de los dos estados cuánticos, y no sabe en cuál. En resumen, la entropía de un objeto decrece mientras se mira, y aumenta mientras no se mira. La decoherencia no es más que una medida cuyo resultado desconoces. Siendo más rigurosos, la segunda ley de la termodinámica admite una reformulación más matizada:

1. La entropía del objeto no puede disminuir a menos que éste interaccione con el sujeto.

2. La entropía del objeto no puede aumentar a menos que éste interaccione con el entorno.

Suicidio cuántico

¿Habrá algún experimento capaz de convencernos de que los Universos paralelos de Everett son reales? Por sorprendente que parezca, el experimento requiere instrumentos de baja tecnología muy fáciles de conseguir. Sin embargo, también exige experimentalistas con una entrega excepcional, porque equivale a una versión repetitiva y más rápida del experimento del gato de Schrödinger, en la que el experimentador hace de gato. El aparato es una «pistola cuántica» que dispara dependiendo del resultado de una medición cuántica. En concreto, cada vez que la pistola se acciona, coloca una partícula en una superposición que la sitúa en dos estados al mismo tiempo y por igual (por ejemplo, girando en sentido horario y antihorario), y a continuación mide la partícula. Si la partícula resulta estar en el primero de los dos estados, la pistola lanza un disparo, y en caso contrario emite un audible clic. Los detalles del mecanismo para el accionamiento son irrelevantes siempre que se cumpla que el intervalo temporal entre la medición cuántica y el disparo real sea mucho más corto que la percepción humana normal; digamos, una centésima de segundo.

Supongamos ahora que usted da inicio a este experimento de pistola cuántica en un modo automático que la acciona cada segundo. Con independencia de si usted cree o no en los Universos paralelos de Everett, predecirá que oirá una secuencia aparentemente aleatoria de disparos y disparos fallidos. Pero, de repente, se lleva el cañón de la pistola a la cabeza y espera. ¿Qué cree usted que oirá a continuación? ¡Pues depende de si los Universos paralelos de Everett son reales o no! Si no lo son, cada medición cuántica tendrá un único resultado, así que usted estará definitivamente vivo o muerto después del primer segundo, con un 50 % de probabilidades para cada opción. Así que cabe esperar que oiga tal vez un clic, o dos con un poco de suerte y, después, «fin del juego», nada en absoluto. La probabilidad de sobrevivir n segundos asciende a 1/2 n, así que la posibilidad de durar un minuto es inferior a una entre un trillón.

Sin embargo, si los Universos paralelos de Everett son reales, habrá dos Universos paralelos después del primer segundo: uno en el que usted vive y otro en el que muere. En otras palabras, hay una copia exacta de usted que tiene percepciones tanto antes como después de que se accione la pistola, y como el proceso sucede demasiado deprisa para notarlo, la predicción es que usted habrá oído clic con un 100 % de seguridad. Espere un poco más y descubrirá algo sorprendente: en cuanto sitúe la cabeza en la línea de disparo, después de diez clics llegará a la conclusión de que ha descartado el colapso de la función de onda con un 99,9 % de seguridad, en el sentido de que si de verdad se produjera el colapso de la función de onda, entonces la probabilidad de estar muerto superaría a estas alturas el 99.9 %. Un minuto más tarde, solo admitiría la probabilidad de una entre un trillón de que Everett esté equivocado. Para mitigar cualquier sospecha de que la pistola cuántica esté rota, aparta usted la cabeza de la línea de fuego y descubre que, como por arte de magia, vuelve a disparar de manera intermitente.

En cambio, si usted ya se ha convencido de que Everett tiene razón e invita a un amig a presenciar el experimento, entonces se producirá un giro en los acontecimientos. Mientras que usted estará vivo en un único Universo paralelo, él seguirá presente en todos ellos, y por lo común lo verá morir después de unos cuantos segundos. Así que solo conseguiría convencerle de que usted es un científico loco. Tal vez la mayor ironía de la Física cuántica sea que si Everett estaba en lo cierto, la situación es análoga a si, cuando usted está a punto de morir, comete repetidamente el suicidio cuántico: puede que la experimentación lo convenza de que los Universos paralelos cuánticos son reales, pero nunca conseguirá convencer de ello a nadie más.

¿Inmortalidad cuántica?

¿Podemos interpretar todos los sucesos potencialmente letales de la naturaleza como experimentos de suicidio cuántico, de tal modo que cabría esperar una inmortalidad subjetiva? Este interrogante se resuelve con un experimento sencillo. Si un buen día después de una larga secuencia de coincidencias improbables en apariencia, se encontrara con que usted es la persona más anciana de la Tierra, ¡ya tendría la respuesta! Tenga en cuenta que no cabe esperar la presencia de otras personas de una edad avanzada fuera de lo común, del mismo modo que no puede contar con ver otras personas que vivan mucho si realizan el experimento del suicidio cuántico.

Entonces, ¿qué predicen las leyes de la Física, si admitimos que Everett tiene razón y que la función de onda nunca se colapsa? Para que el experimento del suicidio cuántico funcione debe cumplir tres condiciones:

1. El generador de números aleatorios debe ser cuántico, no clásico (determinista), de forma que de verdad usted pase a una superposición de vida y muerte.

2. El dispositivo debe matar (o al menos dejar inconsciente) en menos tiempo del que tardaría una persona en darse cuenta del resultado de la medición cuántica (de otro modo, lograría una versión muy desafortunada de usted que durante un segundo o más sabría que está a punto de morir sin remedio, y todo el efecto quedaría destruido).

3. Tiene que ser prácticamente seguro que el efecto es letal de verdad, y que no solo provoque heridas.

Es evidente que la mayoría de los accidentes y causas comunes de muerte no satisfacen las tres condiciones, lo que induce a pensar que a fin de cuentas usted no se sienta inmortal. En particular y en relación con la segunda condición, en circunstancias normales morir no es un hecho binario en el que se está vivo o muerto, sino que es todo un continuo de estados en los que la consciencia de uno mismo se desvanece de manera progresiva. Si el suicidio cuántico funciona es porque fuerza una transición abrupta. A medida que envecejemos las células del cerebro van fallando, de forma que la consciencia de uno mismo va disminuyendo poco a poco. De este modo, la fase final de la muerte resultará bastante anodina, como la defunción de una ameba.

La tercera condición establece un límite para la duración del experimento del suicidio cuántico en la práctica antes de que acontecimientos fortuitos le salven la vida. Por ejemplo, supongamos que en una ciudad se va la luz en promedio una vez cada pocos años. Esto significa que si la pistola cuántica funciona con electricidad de la red en lugar de usar baterías, habrá sobrevivido más de unos 20 segundos y, después, un corte de suministro interrumpiría el funcionamiento de la pistola porque habrá más Universos paralelos en los que esté vivo con una pistola desactivada que con una pistola en funcionamiento. Cuanto más tiempo transcurra, más descabelladas serán las casualidades: por ejemplo, si no hay más formas probables de que falle la pistola parecidas a un corte eléctrico, después de unos 60 segundos de experimento, debería esperar estar vivo porque la pistola recibiera el impacto de un meteorito…

La condición 1 es especialmente interesante. Imagine que el instrumento empleado para el suicidio no se basara en la aleatoriedad cuántica, sino en algo parecido al lanzamiento de una moneda, lo que en principio permitiría predecir si saldrá cara o cruz, aunque no en la práctica, porque no hemos realizado todos los cálculos sobre el movimiento de la moneda a partir de las condiciones iniciales, etc. Si, en este caso, se partiera de un solo Universo paralelo, un segundo después seguiría habiendo un solo Universo paralelo, y usted estaría vivo o muerto dependiendo de la posición inicial y del movimiento de la moneda, de modo que no se sentiría subjetivamente inmortal.

Pero ¿y si fuera real el Multiverso del nivel I?; entonces habría de partida una cantidad infinita de Universos paralelos en los que usted existiría en estados mentales subjetivamente indistinguibles, pero con pequeñas diferencias imperceptibles en cuanto a la posición inicial y la velocidad de la moneda. Un segundo después habría muerto en la mitad de esos Universos pero, con independencia de cuántas veces se repita el experimento, siempre habrá Universos en los que usted jamás reciba un disparo. En otras palabras, esta suerte de experimento macabro de suicidio fortuito puede revelar la existencia, no ya de meros Universos paralelos del nivel III (cuánticos), sino también de otros Universos paralelos en términos más generales.

Todo esto suena verdaderamente descabellado. De hecho, no creo de que en realidad funcionen ni el suicidio cuántico ni la inmortalidad cuántica, porque dependen de manera determinante de algo que no creo que exista en la naturaleza: un continuo matemático infinitamente divisible. Pero ¿quién sabe? Si un fatídico día del futuro cree que su vida está a punto de terminar, recuerde esto y no se diga «ya no queda nada», porque igual sí queda. Tal vez esté a punto de experimentar que sí existen los Universos paralelos.

Puntos de vista: ¿muchos mundos o muchas palabras?

Entonces ¿qué habría que hacer con todo este tinglado cuántico? ¿Deberíamos creer en el colapso de la función de onda o en Universos paralelos cuánticos? Aunque cabría afirmar que la Física cuántica es la teoría física más satisfactoria que se ha inventado jamás, el debate secular sobre cómo encajarla en una representación congruente de la realidad física no da señales de remitir. Con los años ha surgido un verdadero zoológico de interpretaciones de lo que está pasando, como la estadística, la de Copenhague, la instrumental, la hidrodinámica, la de la consciencia, la de Bohm, la de la lógica cuántica, la de la pluralidad de mundos, la de la mecánica estocástica, la de la pluralidad de mentes, las historias coherentes,el colapso objetivo, la transaccional, la modal, la existencial, la relacional, la de Montevideo y la cosmológica. Es más, distintos defensores de cada interpretación particular discrepan a menudo acerca de los detalles de su definición. De hecho, ni siquiera existe consenso con respecto a cuáles deberían denominarse interpretaciones…

Tal vez parezca que si los expertos aún están discutiendo esto un siglo después de que se descubriera la Física cuántica y sin ningún consenso a la vista, lo más probable es que continúen haciéndolo durante un siglo más. Sin embargo, el contexto global del debate ha variado de tres formas distintas y cruciales en relación con la teoría, la cosmología y la tecnología, lo que conlleva cambios sociológicos interesantes.

En primer lugar y tal como ya hemos visto, los descubrimientos teóricos de Everett, Zeh y otros han revelado que hasta eliminando el controvertido postulado del colapso de la función de onda y quedándonos tan solo con el esqueleto desnudo de la Física cuántica donde siempre rige la ecuación de Schrödinger, conservamos la percepción subjetiva de que la función de onda se colapsa cuando realizamos observaciones, de acuerdo con todas las reglas pertinentes de la probabilidad, y seguimos felizmente ajenos a cualquier Universo paralelo cuántico.

En segundo lugar, los hallazgos cosmológicos apuntan a que seguiríamos atascados con los Universos paralelos aunque Everett estuviera equivocado. Es más, ya hemos visto que esos Universos paralelos del nivel I se funden con elegancia con los cuánticos.

En tercer lugar, un avance de peso en teoría de cuerdas que se conoce como correspondencia AdS/CFT ha colapsado el propio soporte de la idea de que la gravitación cuántica colapsa de algún modo la función de onda. Los detalles de ese acrónimo no tienen ninguna importancia para esta exposición: el punto clave es que se ha descubierto una transformación matemática que demuestra que ciertas teorías cuánticas de campos con gravitación se pueden reinterpretar como otras teorías cuánticas de campos sin gravitación. Está claro que la gravitación no causa el colapso de la función de onda, ya que la mera presencia de la gravitación es tan solo una cuestión interpretativa.

En cuarto lugar, experimentos cada vez más precisos han anulado muchas tentativas de explicar de manera convincente la rareza cuántica. Por ejemplo, ¿podría sustituirse la aparente aleatoriedad cuántica por alguna clase de cantidad desconocida contenida en el interior de las partículas, las llamadas variables ocultas? El físico irlandés John Bell reveló que, en tal caso, cantidades que podrían medirse mediante ciertos experimentos complejos discreparían inevitablemente de las predicciones cuánticas usuales. Después de muchos años, la tecnología avanzó al fin lo suficiente como para realizar esos experimentos, y con ellos se descartó la explicación de las variables ocultas.

¿Podría ocurrir que la ecuación de Schrödinger precisara una pequeña corrección que aún no hayamos descubierto, pero que haga que las superposiciones cuánticas se desmoronen con objetos lo bastante grandes? En la época en que nació la Física cuántica había muchos físicos que, en efecto, creían que esta disciplina solo funcionaría a una escala atómica. Ya no. El sencillo experimento de la interferencia con doble rendija, aclamado por Feynman como el "padre de todos los efectos cuánticos", se ha repetido con éxito con objetos mayores que partículas elementales individuales: átomos, moléculas pequeñas y hasta la molécula de fullereno formada por 60 átomos de carbono con forma de balón de fútbol. ¿Se puede demostrar de manera experimental que un objeto macroscópico estaba en dos sitios a la vez?

En la actualidad, en un laboratorio en Caltech hacen justo eso con una barra de metal que contiene muchos miles de millones de átomos. En Santa Bárbara, Andrew Cleland ya lo ha conseguido con una paleta metálica lo bastante grande como para observarla a simple vista. El grupo de Anton Zeilinger de Viena ha empezado incluso a pensar en hacerlo con un virus. Si a modo de experimento mental imaginamos que ese virus cuenta con alguna suerte de consciencia primitiva, la interpretación de los múltiples mundos de Everett parece inevitable: la extrapolación a superposiciones relacionadas con otros seres sensibles como los humanos tendría entonces un carácter meramente cuantitativo, más que cualitativo. El grupo de Zeilinger demostró asimismo que los rasgos cuánticos de los fotones contrarios a la intuición persistían mientras se desplazaban 89 kilómetros por el espacio, una distancia nada microscópica.

Por eso creo que el veredicto experimental ya se ha emitido: el mundo es raro, y no queda más remedio que aprender a vivir con ello. De hecho, mucha gente ha alentado la idea de la rareza cuántica por razones no ya filosóficas, sino económicas: esta rareza puede brindar nuevas tecnologías útiles. Según una estimación reciente, más de la cuarta parte del producto interior bruto de Estados Unidos de América se basa en la actualidad en inventos que han sido posibles gracias a la Física cuántica, desde láseres hasta chips de ordenadores. En efecto, tecnologías incipientes como la criptografía cuántica y la computación cuántica explotan expresamente el Multiverso del nivel III, y funcionan tan solo si la función de onda no se colapsa.

Estos avances en la teoría, la cosmología y la tecnología han inducido un cambio notable de mentalidad. ¿Con qué interpretación de la Física cuántica se sienten más identificados los físicos? Aunque los sondeos son informales y poco científicos y es evidente que no analizan una muestra representativa de todos los físicos, indican sin embargo un cambio notable de opinión: tras reinar sin competencia durante varias décadas, la interpretación de Copenhague cayó por debajo del 30 % en 1997 y hasta el 0 % (¡!) en 2020. En cambio, después de plantearse en 1957 e ignorarse casi por completo durante alrededor de una década, la interpretación de los múltiples mundos de Everett soportó veinticinco años de duras críticas y burlas ocasionales para pasar a ocupar el primer puesto de la lista en 2020. También hay que señalar que hay una fracción considerable de indecisos, lo que sugiere que el debate de la Física cuántica aún está en plena efervescencia.

El etólogo austríaco Konrad Lorenz señaló que los descubrimientos científicos relevantes atraviesan tres fases: primero se ignoran por completo, después reciben ataques iracundos y, por último, se dejan de lado por ser bien conocidos. El sondeo parece indicar que después de pasar la década de 1960 en la primera fase, los Universos paralelos de Everett se han desplazado ahora hasta algún lugar intermedio entre las fases 2 y 3. Ese desplazamiento implica que ha llegado la hora de actualizar los libros de texto cuánticos para que hablen de la decoherencia (muchos aún no la consideran) y para dejar claro que es mejor considerar la interpretación de Copenhague como la "aproximación de Copenhague": aunque lo más probable es que la función de onda no se colapse, se trata de una aproximación muy útil para efectuar los cálculos como si se colapsara cuando se realiza una observación.

Todas las teorías físicas se dividen en dos partes: ecuaciones matemáticas y palabras que explican su significado. Aunque existan más de una docena de interpretaciones de la Física cuántica, muchas de ellas difieren tan solo en la parte de las «palabras». Lo más interesante es la matemática y, en particular, si las matemáticas más simples de todas (la ecuación de Schrödinger sin ninguna excepción) son suficientes. De momento no hay ni un solo indicio experimental en contra, pero muchas de las interpretaciones cuánticas incluyen una parte extensa de «palabrería» para no tener que hablar de Universos paralelos. Así que la elección de la interpretación preferida dependerá en realidad de qué molesta más: si una profusión de mundos o una profusión de palabras.

En este artículo hemos visto que en la Física cuántica hay algo que podría considerarse aún más fundamental: la función de onda y ese lugar de infinitas dimensiones llamado espacio de Hilbert donde ella reside. Las partículas se crean y se destruyen y pueden estar en varios sitios a la vez. En cambio hay, hubo y siempre habrá una sola función de onda, y ella es el objeto que se mueve por el espacio de Hilbert tal como dicta la ecuación de Schrödinger. Pero si la realidad física última se corresponde con la función de onda, ¿qué clase de ente es una función de onda? ¿En qué consiste? ¿En qué consiste el espacio de Hilbert? Hasta donde sabemos, no consisten en nada: parecen ser puros objetos matemáticos. De modo que, una vez más, cuando intentamos seguir ahondando en busca de la realidad física subyacente, nos topamos con signos de que la propia roca madre es pura matemática. 

                                                                                                                                              © 2022 Javier De Lucas