El universo participativo y el observador definitorio

El experimento del gato de Schrödinger, ese intento de atacar la mecánica cuántica, es seguro conocido por muchos, pero recordémoslo brevemente: hay un gato en un caja con un vial de veneno que se rompe cuando se desintegra un átomo. La probabilidad de desintegración es del 50 %. Dado que esa desintegración atómica es un proceso cuántico, el estado del gato en la caja está afectado por una descripción cuántica. Y la cuántica nos dice que el estado del gato, antes de medir (abrir la caja) es

es la famosa superposición de estados. La cuántica nos enseña esta ecuación, otra cosa es lo que pensemos que significa: la interpretación de Copenhague (la más aceptada por los físicos) dice que el gato está en un estado de superposición entre vivo y muerto. Esta rareza (e incluso sinsentido) es lo que Schrödinger pretendía atacar.

Explicar la paradoja no es cosa fácil y hay varias alternativas. Por un lado, es posible asumir que el gato es un observador y él es el que colapsa (mide) su propio estado. John Wheeler y otros físicos creen que el vial que se rompe al desintegrarse el átomo es también un «observador».

Poco más tarde fue Eugene Wigner quien llevó el experimento del gato de Schrödinger a otro nivel. Wigner se planteó cómo podría describirse un sistema de gato y obsvervador todo ello a su vez observado por otra persona, llamada el amigo. El amigo describiría al sistema del gato y el observador como un sistema cuántico; esta es la novedad, también el observador estaría en una superposición de estados, ya que depende del gato, quien a su vez depende del vial, que tiene una descripción cuántica. Para los más interesados, el estado que asigna el amigo al gato más el observador sería

(donde el producto tensorial hace referencia a que gato y obs son sistemas diferentes).

Este amigo va a observar el estado del sistema simplemente preguntando al observador sobre el estado del gato. Una pregunta es una forma de medir, al fin y al cabo. Si la consciencia del observador es capaz de definir el estado a vivo o muerto (enseguida la explicación de por qué metemos el espinoso término consciencia), tras la pregunta del amigo, el estado será

ó

en función de la respuesta del observador a su amigo. Pero, y he aquí la clave, si el amigo ahora dice al observador: «¿cuál era el estado del gato medido por ti antes de que yo te preguntara?», la respuesta del observador sería algo así como «lo que te había dicho: el gato está vivo» (o muerto)¹. Esto implicaría que la ecuación [1], el estado de superposición que el amigo escribió antes de hacer la pregunta nunca fue correcto, ya que en la consciencia del observador siempre estuvo el estado colapsado. Si en lugar de un observador tuviéramos un aparato, la descripción [1], la superposición, es la correcta antes de la «pregunta» del amigo al aparato, pero un ser con consciencia como el observador no puede, afirma Wigner, estar en una «animación suspendida» (junto con el gato) entre vivo y muerto hasta la pregunta del amigo. Para Wigner esto es prueba de que los seres con consciencia colapsan la superposición, más técnicamente: que la linealidad de la ecuación de Schrödinger se rompe para los seres con consciencia, los cuales necesitan un estatus ontológico especial.

Se ve que el argumento de Wigner, conocido como la paradoja del amigo de Wigner, es en esencia una extensión de la crítica de Schrödinger, con el papel de la consciencia como gran novedad. La visión de Wigner, en definitiva, es que el colapso de la función de onda lo realiza un ser dotado de consciencia que elige, libremente, cuándo medir. Wigner diría que un aparato de medida, incluso uno que toma una medida en un instante definido aleatoriamente, no colapsa la función de onda, sino que sigue en un estado de superposición cuántica que un observador consciente colapsará finalmente. Para Wigner, que el ser consciente se encuentre en un estado de superposición es un imposible.

Debo decir que no estoy de acuerdo con Wigner. En mi opinión, introducir la consciencia es arbitrario y no resuelve nada. En primer lugar, no sabemos exactamente qué es la consciencia. ¿La tienen los animales (el gato de la caja, por ejemplo)? ¿Dónde está la separación entre un ser al que se puede considerar consciente -y por tanto capaz de colapsar la función de onda- y uno que no lo es? De todas formas, llevemos las ideas de Wigner hasta su conclusión final.

Si resulta que los observadores conscientes van colapsando la función de onda, en un futuro lejanísimo podemos pensar en una especie de observador «súper último», un ser consciente que realizaría la última observación posible. ¿Quién será ese ser: Dios, una evolución de humanos y/o extraterrestres? ¡Quién sabe! En la atractiva saga de ciencia ficción Xeelee, de Stephen Baxter, se explora esta interpretación «wigneriana» de la mecánica cuántica; los protagonitas, a través de todo tipo de azares y aventuras, intentan llevar ante el observador «súper último» o «definitorio» las historias o líneas de mundo mejores posibles, las que no eliminen a determinadas especies, las más pacíficas, para que el observador definitorio, al que se le añade la posibilidad de elegir (algo que no esté realmente en la visión de Wigner) escoja entre un grupo de las mejores.

John Wheeler y otros, en cambio, creían que un conjunto de detectores, sensores, animales, humanos y cualquier entidad capaz de realizar una medida (habría que definir con precisión qué es una medida física, pero no nos metamos en este jardín) colapsan la función de onda. Para Wheeler y sus seguidores, estrictos adeptos a la ortodoxia de Copenhague, las cosas no existen realmente hasta ser medidas. Antes de ser medidas, las cosas están un estado de superposición cuántica, indefinidas, por así decirlo. Por tanto, para Wheeler y otros, las interacciones (que puedan ser consideradas mediciones) de unos objetos con otros van «definiendo» el universo, trayéndolo a la existencia. Es el universo participativo. Que el universo exista es un esfuerzo conjunto, de ese termómetro, de un telescopio, del científico en un laboratorio, de la niña que mira el cielo nocturno, de los extraterrestres de otra galaxia explorando su sistema solar… una bella imagen, sin duda.

En The Anthropic Cosmological Principle, de Frank Tipler y John Barrow, el magnífico libro en que me he apoyado para escribir esta entrada, se comentan dos opciones más aparte del universo participativo y la visión de Wigner. Por un lado, el solipsismo: negar todo excepto la propia existencia, dudar de todo lo que se percibe pues podría no ser real (agradezco a un amigo su aclaración sobre esta teoría). Esto lleva por ejemplo a dudar de la existencia de otros seres, de otros humanos, de otros planetas, del cosmos… de todo salvo de uno mismo. No es de extrañar que esta opción se rechace de pleno por la práctica totalidad de científicos y filósofos. La cuarta opción es lo que Tipler y Barrow llaman «el no colapso de la función de onda» y se basa en la visión de los mundos múltiples de la mecánica cuántica. Puede deducirse del nombre de este blog que esta opción es, para quien esto escribe, su favorita. Pero (no puedo evitar resistirme a escribir esta frase) como suele decirse, eso es otra historia.

(Foto de portada de la biblioteca gratuita de Pexels).

¹ De The Anthropic Cosmological Principle. John Barrow y Frank Tipler.