El problema del observador en la mecánica cuántica

“A mitad de camino entre la inquebrantable inmensidad cósmica del espacio-tiempo y el incierto y misterioso titilar de los cuantos, los seres humanos, más semejantes a un arcoiris o a un espejismo que a una gota de lluvia o una roca, somo impredecibles poemas que se escriben a sí mismos”. Douglas Hofstadter en “Yo soy un extraño bucle”.

por Julio García.

Uno de los problemas más fascinantes que nos plantea el estudio de la mecánica cuántica, ya sea desde el punto de vista físico o filosófico, tiene que ver con el hecho de que si lo que observamos, ya sea a través de nuestros ojos, o de instrumentos más sofisticados, es real o no.

Desde la perspectiva determinista de la mecánica newtoniana, es posible predecir y calcular con toda certeza el futuro de un conjunto de partículas a partir de su posición y movimiento inicial. Pero esto no sucede así cuando esas partículas, que pueden ser átomos, son analizadas desde los ojos de la mecánica cuántica. ¿Por qué es así? Porque la mecánica cuántica nos dice que tanto la materia, como la energía, tienen un comportamiento ondulatorio y corpuscular, es decir, que si materia y energía son la misma cosa, tal y como lo planteó Einstein con su principio de equivalencia, entonces tanto la materia como la energía poseerán un comportamiento ondulatorio y corpuscular. ¿A qué nos referimos con un comportamiento ondulatorio y corpuscular? A que tanto materia y energía, dependiendo desde la perspectiva que estemos observando, se comportarán como ondas o como partículas.

Ahora bien: ¿por qué insistimos en la perspectiva desde la que estemos observando? Porque , y de acuerdo con el principio de incertidumbre formulado en 1926 por Werner Heisenberg, es imposible medir, observar al mismo tiempo, tanto la posición o la velocidad de una partícula/onda. En otras palabras: si conocemos la posición en la que se ubica un átomo, desconoceremos su velocidad, y viceversa. Lo mismo sucede con partículas aún más pequeñas como el protón, el neutrón y los electrones (hay un universo más pequeño todavía, formado por quarks y gluones).

¿Estamos diciendo con esto que la materia, los átomos y las moléculas de las que estamos compuestos, son en realidad ondas y no partículas como creíamos? Efectivamente: a nivel macroscópico es imposible observar el comportamiento ondulatorio de los átomos y las moléculas, sin embargo, a nivel subatómico sí que es posible. El comportamiento ondulatorio se hace evidente con esta imposibilidad de predecir, de medir y de cuantificar magnitudes tales como velocidad y posición.

En este sentido, ¿por qué en nuestra vida diaria no podemos observar fenómenos ondulatorios?, ¿por qué nuestra taza de café tiene el aspecto que tiene y no otro? Porque la física clásica y determinista, aquella que rige el mundo macroscópico, nos dice que en el universo macroscópico todo puede ser probable y predecible, que el azar y el libre albedrío deben ser descartados porque tenemos la certeza de que las cosas existen y ocupan un lugar a la vez: que todo puede ser medible. En cambio, desde la perspectiva cuántica, las cosas pueden ocupar dos lugares al mismo tiempo y, como ya hemos señalado, nos es imposible predecir. ¿Pero cuál de las dos posturas es más real? ¿el mecanismo de relojería que nos plantea el determinismo newtoniano o lo indeterminable de la mecánica cuántica? Probablemente sea mas real la perspectiva cuántica, porque al fin y al cabo, todos los objetos del mundo macroscópico están formados por átomos; por átomos que colapsan.

También, de acuerdo con la mecánica cuántica, existe una función de onda para todos los átomos del universo. Algunos han llegado más allá y han tratado de predecir el comportamiento del universo como si este fuera en realidad una onda en sí mismo. Algo imposible de predecir porque, como hemos señalado ya, el comportamiento ondulatorio choca con la posibilidad de medir y cuantificar de manera correcta.

Por otro lado, cuando nosotros observamos nuestra taza de café en el escritorio, el solo hecho de observarla, de mirarla, hace que la función de onda de nuestra taza colapse. En otras palabras: cuando miramos la taza, sus átomos dejan de tener un comportamiento ondulatorio y entonces dichos átomos colapsan comportándose como partículas, fenómeno que sucede cuando los fotones, las partículas de la luz, impactan sobre cada uno de estos átomos y liberan de estos electrones. Recordemos que nada es observable, ya sea con nuestros propios ojos, o con aparatos aún más sofisticados como los microscopios, si los fotones no chocan y excitan a los átomos y sus componentes: las ondas/partículas de luz juegan un papel fundamental en la construcción de la realidad.

Cabe la pregunta entonces: si el observador, o los instrumentos de observación hacen evidente lo observado, ¿entonces la realidad que observamos a nivel atómico y subátomico en realidad no existe? Si los átomos y las moléculas y todos los componentes del mundo macroscópico dependen de las paradojas de la mecánica cuántica, ¿entonces la realidad no existe hasta que alguno de nosotros la observamos?

La mecánica cuántica, al contrario de la física newtoniana (donde una acción corresponde a una reacción, y en la que podemos predecir el futuro a partir de ciertas condiciones o principios iniciales negando así el libre albedrío y el azar) pone al observador, no solamente como protagonista de la realidad, sino como creador de la misma. Le concede a la consciencia humana, y a sus instrumentos de medida, un lugar privilegiado. Lugar privilegiado que puede ser un riesgo si realmente queremos saber qué es la realidad y de qué está realmente constituido el mundo subatómico y el universo mismo.

La cuestión aquí es preguntarse si es nuestra propia consciencia la que niega lo real de la realidad. Si es el propio ser consciente el que, paradójicamente, se niega a sí mismo al cuestionarse su propia existencia y la del mundo que le rodea.

Y como dice acertadamente J.M Jauch: La interpretación (de la mecánica cuántica) ha seguido siendo una fuente de conflicto desde su introducción… Para muchos físicos juiciosos, ha seguido siendo una suerte de” secreto de familia”.

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2 thoughts on “El problema del observador en la mecánica cuántica

  1. Este es el misterio del Universo, si al observar hacemos “real” las cosas, que sucede cuando nadie observa, nada existe, ni si quiera el observador. El Universo y sus paradojas, no comprensibles en esta era y en esta mente, pero quien sabe, si al “moriir” e ir a otros planos, podamos entender esas paradojas, al final ciencia y conciencia (ciencia del alma ointerna) se unen: Venimos y vamos al vacío y al misterio, o como decía Facundo Cabral “la vida es un misterio una permanente intriga en aprender a vivir se nos va toda la vida”.

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