La mecánica cuántica y la causalidad

«En una rarísima declaración directa, Bohr afirmó que la mecánica cuántica exige “una renuncia final a la idea clásica de causalidad”.

Pero si la causalidad clásica y la realidad han sido defenestradas, ¿cómo van a pensar entonces los físicos? Bohr carecía de una respuesta clara para eso, salvo recomendar su filosofía de la complementariedad[1] que, en efecto, significaba abrazar la contradicción más que tratar de resolverla».[2]

Lo que los experimentos y las observaciones han demostrado conforme a las predicciones de la mecánica cuántica con la realidad respalda la validez de la teoría de la mecánica cuántica. Sin embargo, muchos problemas siguen siendo difíciles de explicar:

Pues no hay ninguna causa aparente para que una realidad superpuesta desaparezca y quede la realidad que medimos cuando realizamos el proceso de medición o de observación como en el experimento de las dos rendijas.

La variación instantánea de la función de onda sigue sin explicación como se muestra en la paradoja de EPR.

En cuanto a anular la causalidad, pues es huir de la solución y no una solución.

Las fluctuaciones de vacío del campo electromagnético (líneas de color) se pueden medir a través de su efecto sobre dos rayos láser (rojo) que se propagan a través de un cristal. (Visualización: ETH Zurich)

Más bien, anular la causalidad es un gran fallo intelectual y filosófico en lo que plantea la mecánica cuántica. La ley de la causalidad es evidente por sí misma. Intelectualmente no puede anularse la causalidad; porque la nada no es productora, pues no hay un propósito en la nada como para que produzca algo, o podríamos decir: no se puede dar lo que no se tiene.

Lo que pretendemos decir aquí es que la causa de estos sucesos cuánticos es desconocida dentro de los límites de este universo en el que vivimos, y no que no hay ninguna causa en lo absoluto, porque nada puede ocurrir sin una causa. Esto no solamente contradice a la evidencia racional, sino que contradice a todos los fenómenos observados o las observaciones en este universo a un nivel mayor que los sucesos cuánticos. La ciencia depende de las observaciones y estas tienen una gran influencia en muchas demostraciones de teorías científicas. Por lo tanto, no se puede pasar por alto el resultado de las observaciones de este universo en el que vivimos y que coinciden en que para cada acontecimiento hay una causa, salvo que sea una cuestión que no tenga nada que ver con la ciencia y que sea una promoción del ateísmo a como dé lugar.

«De modo que la interpretación de Copenhague no sólo es la que se justifica completamente mediante los experimentos, ya que parece que existen muchos proyectos a desarrollar más allá de los que la mecánica cuántica ya han proporcionado, de la misma forma que éstos iban mucho más allá de los que la física clásica hizo viables en su época. Pero, aun así, la interpretación de Copenhague resulta intelectualmente insatisfactoria. ¿Qué ocurre con todos aquellos mundos cuánticos fantasmales que se colapsan con sus funciones de onda cuando se efectúa una medida de un sistema subatómico? ¿Cómo puede una realidad oculta, ni más ni menos real que la que eventualmente se mide, desaparecer simplemente cuando se efectúa la medida? La mejor respuesta consiste en afirmar que las otras realidades alternativas no desaparecen, y que el gato de Schrödinger ciertamente está tan vivo como muerto al mismo tiempo, pero en dos o más mundos diferentes. La interpretación de Copenhague y sus implicaciones prácticas están totalmente contenidas en una visión más completa de la realidad: la interpretación de la existencia de otros mundos».[3]

No puede decirse que definitivamente no exista ninguna causa de estos sucesos cuánticos, pues este juicio se contradice con la realidad causal que gobierna el pensamiento, o al menos, que observamos en todo lo que nos rodea. Por lo tanto, se necesita una evidencia concluyente para demostrarlo, y esta evidencia faltará mientras no haya certeza de que toda la existencia pueda resumirse en este universo en el que vivimos. De hecho, muchos físicos teóricos y cosmólogos de hoy proponen teorías de múltiples universos que podrían afectarse entre sí.

La teoría de los múltiples universos fue planteada por Hugh Everett para resolver el problema del colapso de la función de onda y la desaparición de la realidad alternativa o las demás posibilidades durante la observación o la medición. Según la interpretación de Copenhague, las demás posibilidades que representan cada realidad alternativa, aparte de la realidad que observamos o medimos, desaparecen sin ninguna causa lógica, así no más, sin ninguna explicación. Mientras que en la interpretación de los múltiples universos no desaparecen, sino que todas son sucesos reales y cada suceso de estos corresponde a un universo determinado. Cuando nosotros realizamos la medición o la observación determinamos a uno de ellos como una realidad en nuestro universo. Esta realidad nos impide ver o medir la realidad alternativa cuyo efecto puede aparecer cuando no realizamos la medición o la observación, como en el caso de las interferencias en el experimento de las dos rendijas cuando no observamos las rendijas, ya que el electrón solitario aparece como si hubiera atravesado las dos rendijas juntas al mismo tiempo, incluso como si hubiera colisionado consigo mismo.

Ahora, en la solución de los múltiples mundos decimos que: lo que atraviesa la primera rendija es una imagen real del electrón, y lo que atraviesa la segunda rendija también es una imagen real del electrón. Pero cada una de estas imágenes existe en un mundo diferente. Debido a que no lo medimos ni lo observamos, aparece sobre la pantalla del fondo como una interferencia, es decir que consiste en partículas fantasmas de varios mundos que atravesaron las dos rendijas. Todas son una imagen de nuestro mismo electrón solitario, pero son sus imágenes en estos otros mundos. Pero cuando medimos el electrón y observamos las dos rendijas, solamente vemos un solo electrón atravesando una sola rendija debido a que lo observamos, porque enfocarnos en él nos impide observar y medir otras imágenes suyas en los otros mundos. O sea, es como si al realizar su observación en este mundo le diéramos la espalda a los demás mundos y por eso lo observamos o lo medimos solamente en este mundo.

«Así pues, la incertidumbre altera el viejo orden no sólo a las escalas más pequeñas, de manera que podemos estudiar las partículas elementales individuales, sino también a escala cósmica, en términos de la forma en que la causalidad y la probabilidad conectan a través de largas distancias. Una verdadera teoría cuántica de la gravedad daría —seguramente— sentido a todas estas dificultades.

Pero parece muy poco probable, a estas alturas de la partida, que en una teoría cuántica de la gravedad la incertidumbre desapareciera. Todas las pruebas apuntan a que su presencia va a perdurar. No hay vuelta atrás a los viejos tiempos del determinismo absoluto, cuando, tal y como esperaba el marqués de Laplace, el conocimiento del presente comportaría el conocimiento completo del pasado y el futuro.

Hablando en sentido cósmico, puede haber algo bueno. El universo de Laplace no puede tener momento de nacimiento porque cualquier conjunto de condiciones física tienen que surgir, lógica e inevitablemente, de alguna situación anterior y así sucesivamente, hasta el infinito. Y una cosa no puede suceder sin una causa. Pero el universo cuántico es diferente. Desde que Marie Curie se preguntó por la espontaneidad de la desintegración radiactiva, desde que Rutherford preguntó a Bohr qué hacía saltar un electrón de un átomo a otro, ha aumentado el reconocimiento de que los sucesos cuánticos tienen lugar sin ninguna razón en absoluto.

Así que estamos en un punto muerto. La física clásica no puede decir por qué nació el universo, porque no puede pasar nada que no hayan provocado unos acontecimientos previos. La física cuántica no puede decir por qué nació el universo, sólo puede afirmar que fue así, espontáneamente, como una cuestión de probabilidad más que de certidumbre. En otras palabras, Einstein tenía razón cuando se quejaba de que la mecánica cuántica sólo podía ofrecer un panorama incompleto del mundo físico. Pero quizá Bohr tenían aún más razón cuando creía que este estado incompleto no era sólo inevitable, sino en realidad necesario. Llegamos a la paradoja que a Bohr le habría encantado: que únicamente a través de un acto inicial, inexplicable, de incertidumbre de la mecánica cuántica que existe nuestro universo, desencadenando una cadena de acontecimientos que han conducido a nuestra aparición en escena, preguntándonos qué impulso original desembocó en nuestra existencia».[4]


[1] Como el principio de incertidumbre o de indeterminación de Heisenberg.

[2] Fuente: Lindley, Incertidumbre, pág. 201.

El Dr. David Lindley (1956) británico – doctorado en física teórica de la Universidad de Sussex.

[3] Fuente: Gribbin, En busca del gato de Schrödinger, págs. 207-208.

[4] Fuente: Lindley, Incertidumbre, págs. 227-228.


Del libro La ilusión del ateísmo del Imam Ahmed Alhasan (a)