27 Oct 2019 - 9:13 p. m.

¿Puede existir la física sin observación?

"Observo, luego existo" podría ser la frase que define la relación entre la física y la observación. Sin la segunda, la primera sería, tal vez, solo un conjunto de matemáticas hermosas, afirmaciones para la fe o colección de hechos dispersos. Se le habría quitado lo que la hace poderosa: la posibilidad de descubrir leyes y ecuaciones que nos permitan comprender la "realidad".

Héctor Rago*/ @hectorrago

Foto de referencia.  / Pixabay
Foto de referencia. / Pixabay

Comencemos con una frase categórica: si a la física le quitamos las observaciones, no queda nada. Tal vez sólo persistan matemáticas hermosas, afirmaciones para la fe o colección de hechos dispersos, pero no subsistirá lo que ha hecho poderosa a la física: haber descubierto leyes y ecuaciones matemáticas que nos hablan exitosamente de esa noción difusa y polémica, la realidad… leyes que a su vez pueden alterar la propia noción de “realidad”. (Le puede interesar: El poder mediático de los agujeros negros)

La observación no es un acto simple, los objetos que vemos, dispersan un enorme número de fotones de la luz solar o de un bombillo, entran por la pupila hasta la retina donde nuestro sistema visual transforma la energía de la luz en una compleja red de impulsos eléctricos, el lenguaje natural de las neuronas, y estas corrientes son editadas por nuestro cerebro e interpretadas como imágenes que nos hablan de cómo es el mundo exterior. Centenares de miles de años de adaptación evolutiva han producido una post-edición en nuestro cerebro,  sin duda bastante fiel a la realidad. No podemos recibir fotones de un cocodrilo y figurarnos una palmera.

Nacemos realistas por evolución, y la física clásica codificó con éxito ese realismo: la realidad está allá afuera y no depende si observamos o no, si medimos los resultados de un experimento o no. El observador es ajeno al devenir de la realidad. Las entidades físicas tienen posiciones y velocidades bien definidas que podemos observar y con las leyes que concebimos, prever su trayectoria. La realidad explicada por la física clásica es objetiva. (Ver más: Las teorías científicas saben más que sus creadores)

Así funciona objetivamente el universo. Más allá de las imprecisiones inevitables de nuestros aparatos de medición, o de sistemas complejos como el clima; el mundo macroscópico es predecible, preciso, objetivo. 

Pero en las primeras décadas del siglo XX, la física cuántica irrumpió con fuerza alterando nuestras nociones más básicas acerca de la realidad. A escalas menores que la milésima parte de un milímetro la naturaleza se comporta de una manera radicalmente distinta a como estamos acostumbrados y las leyes que describen el mundo en esas escalas, son totalmente diferentes de cualquier cosa que hubiéramos podido imaginar. Los electrones o neutrinos o quarks no son diminutas bolas de billar con magnitudes bien definidas de su energía, velocidad o localización y no se comportan como lo establecerían las leyes de Newton.  Un electrón, por ejemplo, tiene propiedades ondulatorias y de partículas; y puede estar en diversas localizaciones a la vez, puede pasar simultáneamente por dos ranuras e interferir con él mismo. Pero si observamos por cuál ranura atravesó, destruimos la interferencia; deja de comportarse como onda y se manifiesta como partícula. (Ver más: La luna según poetas y escritores)

Los sistemas cuánticos existen en una superposición de estados donde las magnitudes físicas sólo tienen cierta probabilidad de ocurrir. Mientras no observemos, el sistema físico es una combinación de posibilidades. El acto de observar reduce esas posibilidades a la que hemos medido. El acto de observación altera el sistema que estamos midiendo. Si no podemos hablar de localización precisa ni de velocidad precisas, no podemos hablar de trayectorias, y la noción de determinismo se pierde.

Los experimentos hechos en sistemas cuánticos, parecen confirmar que no hay tal cosa como una realidad objetiva. Dos observadores pueden mostrar resultados incompatibles que delatan realidades irreconciliables, pero ambas ciertas. Todos los caminos conducen al observador, y esto dinamita uno de los pilares en que se apoya la ciencia: que hay una realidad única e incontrovertible independiente de si la observamos o no.

Algunos físicos han mantenido que la observación no sólo perturba lo que mide, sino que lo impone a la realidad, incluso hay quienes mantienen que es la conciencia del observador quien crea la realidad cuántica. Pareciera que en el microcosmos es cierto el canto de Rubén Blades “todo es según el color del cristal con que se mire”. (Le puede interesar: ¿Puede la física ser una cuestión de fe?)

¿Podemos extrapolar del microcosmos a la escala macroscópica y afirmar que el universo es una invención de la mente y que la conciencia juega un papel en la construcción de la realidad? ¿Es ilusoria la realidad?

Esta frase que hubiera aterrado a Einstein y encantado a Borges es un salto abismal. Un electrón puede estar en dos lugares a la vez, un balón de futbol no.

La cuántica es una formidable teoría de la física, que le da sentido a un enorme conjunto de fenómenos y ha hecho una gran cantidad de predicciones exitosas con altísimas precisiones.

A escala macroscópica la teoría cuántica transforma incertidumbres en certezas. El peso de los promedios es abrumador. Las computadoras y los celulares funcionan gracias a las leyes de la física cuántica, y nos dan certezas.

La presunta disolución de la objetividad es a escala ultramicroscópica, y es en la interpretación profunda de los experimentos donde los físicos aún no se ponen de acuerdo tras interminables debates con resonancias filosóficas.

Tal vez la correcta interpretación de los fundamentos de la cuántica nos depare sorpresas en el porvenir y entendamos finalmente cómo el gato de Schrödinger puede estar vivo y muerto a la vez.

* Astrofísico, profesor de la UIS, realizador de Astronomía Al Aire  https://halley.uis.edu.co/aire/

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