Macánica Chántica - III. De tiranos y gatos clónicos

Al recordar algunos compañeros de escuela maltratando animales indefensos, imagino en qué se habrán convertido al crecer. O inversamente, me pregunto en qué se habrán entretenido algunos líderes mal reputados cuando niños.

Supongamos que, puestos a jugar al tirano, encerraran un dulce gatito dentro de una caja oscura. Como un tirano no es tal sin la tortura, meterían también en la caja una trampa mortal que, al modo de El Pozo y el Péndulo, amenazara la vida del minino. Un tirano de tiempos de la mecánica clásica -como, digamos, Luis XVI- pensaría que, conociendo la posición inicial del gato y de la trampa (o más precisamente de todas las partículas elementales que los componen), sus científicos serían capaces de hacer los cálculos necesarios para determinar si, después de un cierto tiempo, el gato estaría vivo o muerto. Y al abrir la caja esperaría encontrar exactamente ese resultado. Imaginemos el golpe mortal a su tiranía que significaría encontrarse en cambio un maullido feliz burlándose de su poder.

Un tirano moderno, en cambio -digamos, Hitler- sería mas precavido. Sabría que la mecánica clásica no es una buena descripción del mundo y usaría en cambio la mecánica cuántica. Pero como la mecánica cuántica nada nos dice sobre el resultado de un dado experimento, sino que nos provee de información estadística sobre un conjunto de experimentos idénticamente preparados, tendría que tratarse de un tirano más cruel. En efecto, tendría que clonar el gatito para conseguir mil copias idénticas, y luego tendría que fabricar mil cajas iguales cada una con su trampa. Entonces, al hacer el experimento de encerrar los mil mininos en las mil cajas con las mil trampas, su científicos serían capaces de decirle cuantos felinos muertos encontraría al abrir las cajas después de un cierto tiempo (aunque ciertamente no podrán decirle cuales). Tal tirano podría estar muy seguro de la efectividad de su demostración de poder, porque la mecánica cuántica no falla en ninguna situación conocida.

Al pensarlo un poco, podemos notar que hay algo paradógico en tal comportamiento cuántico. Estando las cajas cerradas, cada gato no tenía la menor idea de lo que le pasaba al de al lado. No sabía si su vecino aún estaba vivo o si ya había caído en la trampa. Y por lo tanto no tenía manera de saber si, para ajustar con las predicciones cuánticas, debería andar con cuidado o por el contrario buscar la trampa y tirarse de cabeza en ella. Es decir que no es obvio de qué manera cada gato se confabuló con los otros para resultar en el comportamiento predicho por los científicos del dictador para el conjunto. Imaginar un mecanismo para que eso pase es lo que se conoce como una interpretación de la mecánica cuántica. Existen varias de tales interpretaciones, siendo las más difundidas las tres que comentaremos a continuación.

La interpretación de Copenhagen dice que, dentro de las caja, cada gato no está ni vivo ni muerto sino con una cierta probabilidad. Supongamos que la mecáncia cuántica predice que al abrir las cajas encontraremos a una mitad de los gatos muertos y a la otra mitad aún con vida. La interpretación de Copenhagen nos dice entonces que, mientras están dentro de las cajas, cada uno de ellos está vivo con probabilidad del 50% y muerto con una probabilidad del 50%. Cuando el experimentador abre la caja y mira dentro, cada gato elige uno de los dos estados (colapsa en uno de ellos) de acuerdo a esa probabilidad. Es decir que un 50% de los felinos elegirá el estado "muerto" y el otro 50% de ellos el estado "vivo". Cual gato optará por qué estado es impredecible.

De ese modo el comportamiento estadístico de la mecánica cuántica sería consecuencia de un comportamiento bien definido de cada componente del conjunto de gatos. Además no habría necesidad de suponer que los gatos se pusieron de acuerdo de ningún modo durante el experimento, cada uno de ellos tenía toda la información necesaria en dicha distribución de probabilidad. Pero por cierto dicho comportamiento es extremadamente anti-intuitivo: cada gato estaba un poco vivo y un poco muerto cuando estaba dentro de la caja, y fue el experimentador al abrir la caja y mirar dentro quien obligó a los gatos a definir su suerte. De aquí la famosa "influencia inevitable del observador" que tanta sanata evitable han motivado.

La interpretación de variables ocultas en cambio, dice que el proceso de clonado falla de algún modo tan sutil que, si bién ni el biólogo más avezado es capaz de distinguir los gatos, estos son diferentes. Entonces dentro de las cajas cada felino se comporta de modo diferente a los demás. Algunos pisan la trampa y son alfombra, mientras que otros tienen la suerte o la destreza de evitarla. Claro que la pregunta permanece: ¿como sabe cada gato lo que le pasó a los demás, de modo de que todos puedan "ponerse de acuerdo" en resultar una mitad vivos y la otra mitad muertos? La respuesta que propuso Bohm a este problema fué la siguiente: existe siempre un libro (llamado onda piloto) que todos los gatos pueden leer aún cuando están aislados dentro de sus cajas. Este libro les dice sin lugar a dudas lo que cada uno tiene de particular, y lo que debe hacer para asegurar el resultado global esperado.

De acuerdo a esta interpretación, en cada momento dentro de la caja cada gato esta o bién vivo o bién muerto lo que resulta mucho más cómodo a nuestra intuición. Pero el precio a pagar es la existencia de ese libro que todos pueden leer a la vez, y que les permite coordinar sus comportamientos particulares de modo de ajustar a las predicciones.

Finalmente la interpretación de muchos mundos desarrolada por Everett, dice que, por cada caja que se abre, el universo se divide en dos copias, una donde el gato correspondiente a esa caja está vivo y otra donde el mismo minino no tuvo suerte. En otras palabras, en lugar de obligar al gato a elegir uno de los posible estados en el momento de la observación, Everett propone que ambas posibilidades se realizan, una en cada copia del universo. Ese proceso se repite para cada una de las cajas, resultando al final con muchas copias del universo en las que todos los estados posibles se hace realidad.

Si bien la interpretación de muchos mundos nos ahorra la suposición de que es el observador el que obliga al gato a elegir un destino (como la intepretación de Copenhaguen) o de que existe un libro que todos los gatos pueden leer desde dentro de las cajas (como la intepretación de variables ocultas), pagamos el precio de aceptar que existen infinitos universos donde todos los resultados posibles de una dada observación se hacen reales. En otras palabras, cuando abrimos una puerta, exite un universo en el cual encontramos un tigre en nuestra habitación.

Las interpretaciones de la mecánica cuántica son un tema abierto de investigación. Todas ellas se limitan al presente a opciones puramente filosóficas, dado que no hay un modo experimental de ponerlas a prueba. La interpretación de Copenhagen fue históricamente la primera en ser propuesta y se popularizó entre científicos en razón de su minimalismo y su simplicidad. Inicialmente existía una enorme confusión sobre la viabilidad una interpretación de variables ocultas, por lo que pasaron décadas hasta que Bohm encontró la suya. Por otro lado Everett abandonó la ciencia inmediatamente después de su tesis doctoral en la que propuso la interpretación de muchos mundos. Por estas razones, digamos contingentes, la interpretaicón de Copenhagen se transformó a nivel divulgativo en sinónimo de mecánica cuántica, contribuyendo a sentar las bases de la catástrofe filosófica presente.

Digamos para cerrar que un tirano posmoderno -como Bush- preferiría ciertamente la interpretación de Copenhagen, que sirve de pasto a filósofos baratos mientras deja el determinismo en manos de quienes saben usarlo.