En la soledad cuántica

Acabo de leer el largamente pospuesto artículo de Max Tegmark sobre la interpretación de muchos mundos de la mecánica cuántica. Interesantísimo.
La mecánica cuántica describe el universo en términos de una función de onda que es un número que toma un cierto valor para cada evento posible, y que nos da la probabilidad del evento. Por ejemplo, al arrojar una moneda la función de onda toma un valor para el resultado cara y otro para el resultado ceca.

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Esta descripción probabilista implica que la mecánica cuántica sólo puede aplicarse a sistemas sobre los cuales podamos medir probabilidades. Esto quiere decir que tenemos que ser capaces de realizar el mismo experimento muchas veces, y contar cuántas veces aparece cada resultado posible. Por ejemplo, para comprobar si la función de onda nos dice lo correcto sobre nuestra moneda, repetimos el experimento reitereadamente y vemos si el número de veces que sale cara o ceca se corresponde con su probabilidad.
Sin embargo, cuando queremos pensar en la mecánica cuántica como una descripción del Universo todo, se plantea un problema: no podemos calcular probabilidades sobre el Universo, porque no podemos repetir la evolución cosmológica reiteradas veces.
Para conciliar la idea de un único universo determinista con los resultados cuánticos probabilistas, se han propuesto varias interpretaciones de la mecánica cuántica, la mayoría de las cuales son variantes de la Interpretación de muchos mundos, originalmente desarrollada por Hugh Everett en su tesis doctoral.
Según esta interpretación, cada vez que ocurre un evento, la historia se divide en tantas líneas diferentes como posibles resultados. Y todas son reales. Tiramos una moneda y se crean dos ramas de la realidad, una donde cae cara y otra donde cae ceca. Ambos hechos suceden, ambas posibilidades se hacen realidad. Sendas copias de nosotros experimentan cada una de esas historias, y perciben un mundo donde la moneda eligió unívocamente.
Cada copia de nuestro yo, desde su perspectiva llamémosla de rana, ve a la moneda realizar una elección al azar entre dos opciones. Sin embargo desde una perspectiva platónica o de pájaro, la moneda nunca optó, sino que ambos mundos se hicieron realidad. A cada uno de nuestros avatares rana sólo le importa lo que ve en la rama de la historia en la que vive. Por eso ve un universo probabilista donde cada evento cuántico se decide al azar con una probabilidad dada por la función de onda.

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Si existiera un pájaro capaz de ver toda la escena, vería el mundo abrirse a cada instante en una infinidad de historias posibles, cada una de las cuales tiene una función de onda que evoluciona de un modo completamente determinista.

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La perspectiva de rana no solo explica el azar cuántico, sino que en sí misma redefine nuestra mortalidad. Cada rana percibe la rama de la historia en la cual existe. Aquéllas ramas en las que no hay copias porque la rana murió le resultan irrelevantes. Si un resultado de la moneda nos costara la vida, sólo habría una copia de nosotros en la rama de la historia que tuvo el resultado complementario.
Tegmark propone el suicidio cuántico para ilustrar esta idea: un experimentador se pone delante de una ametralladora que dispara o no de acuerdo al resultado de una medida cuántica. Si la monda cae cara, ¡bang!, si la moneda cae ceca ¡click!. El experimentador se sitúa al un lado de la metralleta, y la activa. Naturalmente escuchará ¡bang! ¡bang! ¡click! ¡bang! ¡click! ¡click! ¡bang! ¡click! ¡bang! y así, una sucesión de ¡click! y ¡bang! más o menos al azar. Pero si en cambio se sitúa enfrente de la ametralladora, sólo experimentará aquéllas ramas de la historia en la que siga vivo. O sea que desde su perspectiva, se escuchará ¡click! ¡click! ¡click! ¡click! ¡click! ¡click! ¡click! ¡click! ¡click!
¿Algún voluntario?

PD
Si bien Tegmark es muy cauto, algunos especularon con llevar esta idea un poco más allá. Antes de seguir, dejemos en claro que las interpretaciones de la mecánica cuántica son filosofía, no ciencia. Por lo tanto todo lo que sigue es pura especulación, y no constituye un resultado científico de ninguna clase.
En cualquier evento en el que se jueguen nuestras vidas, por peligroso que fuere, siempre existe alguna posibilidad de sobrevivir. En otras palabras, siempre habrá ramas de la historia en las que sigamos vivos. Como el experimentador con su metralleta, desde nuestra perspectiva subjetiva esas serán las únicas ramas que percibiremos. Siempre esquivamos ese camión, siempre nos curamos del cáncer, y siempre tenemos algo que comer. Nuestro yo subjetivo nos ve inmortales.

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Sin embargo, la restricción de limitarnos sólo a las ramas en las que sobrevivimos no se aplica a las demás personas. Por lo tanto cada uno de nosotros, en la enorme mayoría de las ramas de la historia que podríamos experimentar, se percibirá a si mismo como un inmortal en un mundo de mortales. No pretendo fundar una religión, pero supongo que sobre este planteo se podría incluso escribir un código moral. Aunque creo también que se puede ver como la más deprimente de las perspectivas: tiempo para leer todos los libros, subir todas las montañas, pelear todas las guerras, y cruzar todos los mares… y nadie a quien contárselo.

Cómo ubicar giles usando un GPS

¿Sabés cómo funciona el GPS? Es muy interesante.

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El sistema está formado por una red global de satélites, cada uno de los cuales se comunica independientemente con los dispositivos terrestres, tales como nuestros teléfonos celulares o el equipo de navegación de nuestro auto.

Cada satélite emite una señal de radio que se aleja de él en todas direcciones. Similarmente a las ondas sobre la superficie de un lago, que forman un círculo que crece en torno al punto donde cayó la piedra, tales ondas de radio forman una esfera creciente en torno al satélite. Esta esfera crece a la velocidad a la que las ondas de radio se alejan del satélite, es decir a la velocidad de la luz. Hay una nueva esfera de ondas de radio alejándose de cada satélite del sistema GPS, en cada fracción de segundo.

Los dispositivos terrestres reciben las ondas de radio emitidas por un satélite. La información transmitida por esa señal contiene la posición del satélite emisor, y la hora precisa en la que fue emitida la señal. Con esos datos, y sabiendo además la hora en la que recibimos la señal, podemos saber a qué distancia estamos del satélite. En efecto: conocemos la hora de emisión y la de recepción, y sabemos que la señal de movió a la velocidad de la luz. Voila!

Notemos que en el momento de recibir la señal, el dispositivo está justo en el lugar donde está pasando la esfera de radio que se aleja del satélite. Al igual que dos círculos diferentes se intersectan en sólo dos puntos, lo mismo es verdad para tres esferas distintas. O sea que en principio recibiendo la señal de tres de los satélites, y calculando a qué distancia estamos de cada uno de ellos, podemos saber exactamente nuestra posición.

(Fuente)

Hay una sutileza aquí, y es que para usar una esfera que se expande a la velocidad de la luz, tendríamos que ser capaces de medir la hora con muy buena precisión. De hecho con mucha más precisión que la sería posible con el reloj de nuestros celulares. Para resolver esto se usa un cuarto satélite: así como tres esferas se intersectan en sólo dos puntos, cuatro esferas que se expanden se intersectan en un punto determinado solamente en un instante determinado. Con esto, no necesitamos confiar en nuestros relojes, y podemos usar los mucho más precisos relojes atómicos que están a bordo de cada satélite.

Por supuesto, para que todo esto funcione, necesitamos asegurarnos de conocer con precisión la posición de los satélites en cada momento. Esto es posible gracias a la mecánica orbital, una teoría física compleja desarrollada por el ñoqui de Isaac Newton, mantenido por el laburo de los pagadores de impuestos británicos del siglo XVII .

Isaac Newton (Fuente)

También tenemos que ser capaces de emitir y recibir ondas de radio. Por suerte los contribuyentes europeos mantuvieron a los parásitos de Michael Faraday, Alessandro Volta, Luigi Galvani, André-Marie Ampere, Heinrich Rudolf Hertz, James Clerk Maxwell y varios otros quienes, sin producir una patente en toda su inútil vida, desarrollaron el electromagnetismo durante los siglos XVIII y XIX.

Michael Faraday (Fuente)

Otro detalle importante es saber operar relojes atómicos. Aquí entra la mecánica cuántica, desarrollada entre otros por Niels Bohr, lejendario parásito de un estado pequeño y pobre como Dinamarca, el cual en la primera mitad del siglo XX no podía permitirse tirar la guita en esas boludeces.

Niels Bohr (Fuente)

Claro, además hay que mantener los relojes atómicos sincronizados entre sí. Si no fuera por el mantenido improductivo de Albert Einstein, que entre 1905 y 1915 de fumó la guita que el estado les robó a los tenderos alemanes, estudiando pajereadas sin ninguna aplicación práctica como la relatividad general, no sabríamos como hacer los cálculos necesarios.

Albert Einstein (Fuente)

Es decir que el GPS, una de las maravillas tecnológicas de las últimas décadas, que genera millones de dólares en beneficios en infinidad de áreas diferentes… no existiría sin la contribución de esos ñoquis mantenidos parásitos que no patentaron una mierda durante tres siglos y se dedicaron a hacerse la paja con guita de otro investigando boludeces sin ninguna aplicación práctica.

Como consejo, la próxima vez que opines sobre ciencia, una buena forma de ubicarte es usar un GPS. Así tal vez evitás quedar como un burro soberbio e ignorante.