viernes, 9 de julio de 2010

El enigma cuántico. Encuentros entre la física y la conciencia.


Ficha: El enigma cuántico. Encuentros entre la física y la conciencia. Autor Bruce Rosenblum y Fred Kuttner, editorial Tusquets, 250 páginas, ISBN: 978-84-8383-244-8


Era solo cuestión de tiempo que tras la puesta en marcha del gran colisionador de hadrones (LHC) en la frontera franco suiza a finales del año pasado volviese a sentir interés por leer algo relacionado con la mecánica cuántica y sus fascinantes implicaciones.

Ya tuve ocasión de reseñar El Tao de la física en enero del año pasado cuando puse en marcha este blog y aunque me pareció, y todavía me parece, un libro de divulgación excelente, su principal tema no era la explicación de la física sino las analogías con la espiritualidad oriental. Algo que conseguía con más o menos fortuna y en ocasiones de forma bastante inconsistente. No dejaba de ser un curioso ensayo que no demostraba esencialmente nada pero que al tratar algo tan de moda en occidente como la mística oriental le proporcionó una fama, seguramente desmedida. Tenía pues ganas de tratar con un libro que se tomase la física cuántica más en serio y que prescindiendo de analogías de ningún tipo se centrase en la misma y sus implicaciones a nivel filosófico sin buscarle tampoco tres pies al gato.

De la mano de estos dos investigadores y profesores de física, el primero de los cuales llegó a conocer en persona en sus tiempos de estudiante a Albert Einstein, nos llega este interesantísimo libro que se marca dos objetivos: Primero hacer comprender al lego en temas de física los descubrimientos de la misma que desembocaron en la teoría de la mecánica cuántica... todo ello sin mostrarnos una sola fórmula y segundo hacer públicas las sorprendentes conclusiones que se derivan de lo observado en la experimentación y como el mundo físico tal y como lo conocemos ha de ser completamente replanteado con las consecuencias que ello conlleva, el llamado "enigma cuántico" principal protagonista del libro.

"Aunque lo que decís es correcto, exponer este material a los no científicos es el equivalente intelectual de dejar que los niños jueguen con pistolas cargadas". Objeción de un físico a los autores del libro.


Los inicios.
Los autores sin ningún tipo de tapujos van exponiendo capítulo a capítulo las atrevidas conclusiones de la mecánica cuántica desde sus comienzos, algunas de ellas no es que sean sorprendentes... es que se dan de tortas con el sentido común. En el libro se nos narra el nacimiento de la ciencia experimental tal y como la conocemos con Galileo... de este se llega a Newton y su formulación de la ley de gravitación universal y nos muestra la concepción que de la física tenía el mundo hasta finales del siglo XIX, un punto en el que parecía que a esta ciencia le quedaba ya muy poco por descubrir, nada había que cuestionara esa visión del mundo parecida a un complejo y perfecto mecanismo de relojería... hasta que un científico alemán Mark Planck en un aparentemente anodino trabajo descubrio algo que no tenía mucho sentido.

Planck se encontró con un comportamiento inesperado de los sólidos al calentarse, la energía no irradiaba de forma continua sino que lo hacía mediante saltos en una especie de linea escalonada como si la materia no pudiera pasar de forma uniforme de un estado de energía a otro y hubiese unos valores permitidos y otros no... a estos saltos que le llevaron de cabeza los denominó "cuantos" y como él comentó años más tarde "fue un acto de desesperación", incluyendo estos inexplicables escalones sus fórmulas casaban a la perfección con los experimentos y las observaciones realizadas. Había nacido la física cuántica.


Simultáneamente a los trabajos de Planck un físico entonces desconocido Albert Einstein defendía en una teoría el orígen corpuscular de la luz... cuando se había demostrado ya sobradamente que la luz era una onda ¿onda y a la vez flujo de partículas llamadas por Einstein "fotones"? ... pues si, los experimentos corroboraban tanto una otra naturaleza. En Dinamarca Niels Bohr probaba mediante la experimentación que los átomos tenían casi toda su masa agrupada en torno a un núcleo con un vasto espacio vacío a su alrededor ocupado por los electrones los cuales no ocupaban una órbita cualquiera sino que debían ordenarse mediante unas órbitas específicas que coincidían con los "saltos" o "cuantos" de Planck. Finalmente el físico francés De Broglie demostraba la dualidad onda-partícula de los electrones, algo que terminaba respaldando la teoría corpuscular de Einstein... los objetos materiales también podían comportarse como ondas.

En poco más de veinte años había surgido una nueva y espectacular rama de la física con una serie de comportamientos inexplicables cuando no inconsecuentes con la visión de la física newtoniana... Einstein por aquella época publicó sus trabajos sobre la Ley de la Relatividad y como muy bien apuntan los autores del libro, "la relatividad es contraintuitiva y dificil de entender, pero es que la mecánica cuántica es dificil de creer".

¿Estamos locos o que?
Por ejemplo en algunos experimentos de la física de partículas se obtienen unos resultados u otros en función de lo que queramos encontrar, es como si nuestra conciencia misma, nuestro papel de observador alterara los resultados del mismo experimento... como si el mundo físico se topase con nuestra conciencia. Algo totalmente inexplicable incluso todavía tras ochenta años transcurrridos desde los inicios de la experimentación. Asistimos a afirmaciones extrañas tales como el que cuando hablamos de partículas elementales más que de objetos materiales reales nos refiramos realmente a conjuntos de probabilidades... a pesar de que el mundo "real" esté constituido por esas mismas entidades "fantasmales". O el famoso ejemplo de Schrödinger con el gato de su experimento que poseia simultáneamente el estado de vivo o muerto antes de su observación... el principio de incertidumbre de Heisenberg que nos dice que el mero hecho de observar termina influyendo en el experimento mismo al no poder conocer nunca de forma simultánea la posición y el momento de un electrón, hay que elegir entre uno y otro...

Por no hablar del teorema de Bell, verdadero hueso duro de roer que deja a la teoría de la relatividad al nivel de enseñanza para niños de primaria... y que nos llega a sugerir que la materia y cuanto hay en el universo o bien posee una entidad real, o bien posee "separabilidad" es decir que dos objetos pueden separarse de forma que lo que le ocurra a uno no puede afectar al otro pero no ambas cualidades al mismo tiempo... si es algo que puede aislarse completamente entonces no posee naturaleza real y si es real estará influenciado por otros objetos y el resto del universo de forma que nunca lo podremos tratar como una entidad absolutamente aislada.

Un consenso oficial.
Naturalmente los hombres de ciencia son gente seria, rigurosa y lógica... aunque la ciencia está siempre condicionada a los resultados experimentales llega un punto en que en la física cuántica las implicaciones de los mismos resulta dificil, cuando no imposible de digerir ¡y sin embargo funciona!, de hecho y tal y como apuntan los autores la mecánica cuántica es la más exacta de las ramas de la física, sus predicciones son demoledoras y un tercio de las aplicaciones de la tecnología actual está basada en los descubrimientos de la misma (rayo laser, transistor, resonancia magnética... etc). De modo que en 1.932 en Copenhage se alcanzó un consenso entre los científicos para centrarse en los resultados de las investigaciones, en sus cálculos y aplicaciones prácticas... dejando las interpretaciones a un segundo plano. Una actitud que facilitó por un lado el progreso científico pero que por otra parte evitó una serie de interesantísimas discusiones más del ámbito de la filosofía y la metafísica que de la ciencia y que aun hoy los científicos suelen eludir.


Interpretaciones del enigma cuántico.
Existe un problema esencial en la interpretación de los fenómenos observados en la mecánica cuántica, su relación directa e indisoluble de la conciencia humana, y por tanto si esta es a su vez otro misterio dificilmente podemos llegar a ninguna parte de esta forma. Aparte del hecho de que el estudio de la conciencia humana cae fuera del ámbito científico. Los autores nos muestran una serie de interpretaciones del enigma, desde la postura oficial de Copenhague a las mas curiosas teorías ... ninguna de ellas por sí misma termina de aclarar totalmente el embrollo y más de ocho décadas después de sus inicios seguimos en cierta forma como al principio.


Esta negación del problema por parte de la mayoría de la comunidad científica deja el terreno abonado para la irrupción de las pseudociencias y los "magufos" de pacotilla que tratan como de costumbre de sacar tajada de la ignorancia del público general en temas científicos... de ahí la proliferación de teorías de lo más curioso o películas como "¿Y tu que sabes?" que envueltas en un supuesto rigor científico terminan siendo una colección de disparates por no decir diréctamente una tomadura de pelo.

Un término medio entre la negación de la realidad por parte de la comunidad científica que no puede seguir más tiempo haciendo como el avestruz que mete la cabeza en la arena y entre teorías disparatadas sin base científica solo aptas para captar "incautos" sería lo más deseable porque en el fondo la mecánica cuántica solo nos propone una redefinición de lo considerado tradicionalmente "mundo físico" y mientras los científicos no se pongan de acuerdo en ello la polémica continuará. De esa redefinición depende el encuentro entre el mundo físico y la conciencia, está claro que todavía falta mucho para eso a pesar del ímprobo esfuerzo por parte de investigadores que como Ken Wilber tratan de aunar lo uno y lo otro.


"En el principio sólo había probabilidades. El universo sólo podía acceder a la existencia si alguien lo observaba. No importa que los observadores aparecieran varios miles de millones de años más tarde. El universo existe porque tenemos conciencia de él." Martin Rees.

Los autores al final del libro realizan una serie de observaciones muy interesantes sobre el papel mismo de la conciencia en el desarrollo del universo, las probabilidades de que se formase vida a partir de las increibles y tremendas condiciones iniciales de su inicio son tan remotas, un uno seguido de ciento veinte ceros según las estimaciones más conservadoras, que parece como si el universo entero y sus leyes naturales hubieran conspirado para que hoy quince mil millones de años después de su comienzo estemos aquí sentados preguntándonos el porque existimos ¿no nos quiere decir esto algo?, que cada cual saque sus propias conclusiones.


Lo mejor: Un libro denso, sorprendente y maravilloso que nos asoma aunque sea de forma sencilla y momentánea al enigma de porqué el mundo es como es y nos conduce al convencimiento de que queda todavía muchísimo por descubrir, seguramente más de lo que imaginamos. Aunque parezca increible no hay una sola fórmula matemática en su texto...lo cual no le quita ni rigor ni profundidad a sus explicaciones. Se agradece el esfuerzo de los autores por tratar de explicar lo inexplicable a los legos en la materia.

Lo peor: Aunque posee un comienzo simple y fascinante poco a poco va "espesando" sus propuestas y llega un punto de resultar dificil de leer, una vez solventado el escollo del teorema de Bell, entre otros, el libro gana en fluidez pero es verdad que hay demasiadas partes teóricas que sobran... por otra parte no hay que entenderlas al 100% para disfrutar del mismo tal y como ha sido mi caso. ¿Es que no conocen los autores los trabajos de Ken Wilber? ¿o el libro de Fritjot Capra? ¿porqué ni una mísera mención aunque sea para denostarlos?. Aunque creo que ambos han hecho un trabajo realmente admirable se echa en falta una perspectiva más ámplia.


10 comentarios:

  1. Patrañas

    A eso yo lo llamo Charlñataneria Cuantica.

    Adirael Ghama.

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  2. Einstein no bautizó como fotón a su cuanto de energía de radiación electromagnética. Hacia 1916, y mediante consideraciones termodinámicas, demostró que el cuanto de radiación poseía también impulso, por lo cual había que concederle la categoría de partícula.

    El nombre de fotón lo propuso por vez primera un químico llamado Lewis en 1923, y el término se terminó imponiendo.

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  3. Hola,

    He sido un lector compulsivo de divulgación científica hasta que me di cuenta de que si la divulgación es buena te deja a medias y si es mala no hace más que liarte.

    Respecto a tu valoración de "Lo mejor: (...)Aunque parezca increible no hay una sola fórmula matemática en su texto...lo cual no le quita ni rigor ni profundidad a sus explicaciones. (...)"

    En mi opinión es lo peor y precisamente lo que le quita todo el rigor. Sin matemáticas no hay Cuántica. Desengañate la divulgación jamas te enseñara Cuántica. Si quieres saber Cuántica empieza estudiando los Espacios de Hilbert y si quieres saber Relatividad aprende Geometría diferencial, el resto son atajos para perder el tiempo y no enfrentarse a la realidad.

    En cuanto a este libro además de ser del tipo "orientalista-místico" está plagado de errores y falsedades como puedes leer en una educada crítica que se la hace en arxiv.org por por Michael Nauenberg, uno de los muchos autores que mal cita el libro:

    http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0705/0705.1996v2.pdf

    También te dejo la pobre respuesta de Kuttner a Nauenberg y digo pobre por que es una defensa a base de citas de autores no a las críticas del Nauenberg:

    http://www.springerlink.com/content/j7410864437647x6/fulltext.pdf

    Leer este tipo de libros hace que cada vez este más a favor del "calcula y calla" en las clases de Cuántica.

    Un saludo,
    José.

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    1. Gracias, me gustó mucho tu respuesta y me reí a carcajadas con el final. Yo también leí la respuesta de Nauenberg al libro y me parece una de las mejores exposiciones de sentido común que se puedan encontrar actualmente en la divulgación científica.
      Att. CRT

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  4. Hola, solo decir que me he leido el libro y me ha parecido maravilloso. Soy licenciado en Física y nunca he tenido claro qué puñetas es eso de la onda de probabilidad que colapsa cuando la observamos, a pesar de ser capaz de resolver la ecuación de Schrödinger y tal. Tal y como se dice en el libro, en la universidad te sueltan los postulados de la mecánica cuantica y te ponen a resover ecuaciones diferenciales, sin que nunca sepas en profundidad lo que estás haciendo aunque apruebes el examen con nota.
    La lectura de este libro me ha aclarado algunas dudas que tenía sobre la interpretación más estándar de la teoría -la de Copenhage-, que ni siquiera ésta te la saben explicar bien. Además de quedarme claro cúal es el estado actual de la controversia sobre la interpretación de la Mecánica Cuántica.
    Sin duda, un libro de divulgación seria que merece la pena leer.

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  5. Aunque tarde, me gustaría hacer una observación a José por su comentario. Por supuesto que los libros de divulgación son sólo una pálida e imperfecta aproximación a lo que es la Ciencia y sus complejidades, pero para quienes no hemos tenido la oportunidad o la cabeza para estudiar física o matemáticas y tenemos curiosidad por saber sobre el cosmos, el universo, la naturaleza en suma, estos libros nos ayudan a comprender todo lo imperfectamente que se quiera lo que de otra manera sería inaccesible y vetado a los simples mortales.

    Y eso que la divulgación bien hecha, per se, no es nada fácil: libros tan reveladores y fenomenales como Los tres primeros minutos del Universo, de S. Weimberg, los he leído hasta 3 y 4 veces y aún se me escapan cosas. Pero al menos algo se queda en la cabeza con lo que comprender lo que nos cuenta la Ciencia, mientras que si en Wikipedia consulto los espacios de Hilbert salgo corriendo, y lo digo tristemente por mi analfabetismo matemático, compartido con el 99,9% de la población que queremos aprender cosas.

    Sí que estoy de acuerdo en que si hay que elegir divulgación, que al menos sea buena, con autores como Weimberg, Sagan, Asimov, Gould, Gribbin (su "En busca del gato de Schrodinger" me parece el más esclarecedor libro sobre mecánica cuántica), etc. Éste libro lo desconocía y lo leeré en breve y así tener elementos de juicio para opinar, junto con las críticas de Nauenberg en Arxiv; también recomendable sobre este tema "Entrelazamiento" de Amir Aczel.

    Saludos a todos.

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  6. Cuando se divulga un tema es para dar a conocer del tema de la manera más clara, facil y entendible para el común de las personas. No todo mundo tiene un título universitario en este caso de matemáticas o física colgados en la pared de sus viviendas. Asi como hay físico y matemáticos, también hay linguistas, escritores literarios, cineastas, amas de casa, carpinteros y de otras áreas que a pesar de sus profesiones o condiciones educativas no son menos inteligentes que el físico nuclear. Muy bien libros como el que se discute está dirigido a quienes no tienen un conocimiento profundo de las áreas que toca el libro (física cuántica). Desde el origen del universo cognotada en el evento del big bang hasta el momento en cualquier lado del universo en donde haya aparecido el primer organismo con consciencia e inteligencia y actuase como "observador" (observador-consciente), todos los fenómenos cuánticos siempre se han manifestado y gracias a ello ha habido continuidad desde tiempo incial hasta nuestros días de tales eventos. Aún los mismos principios que rigen la biología y la vida, han sido y serán como consecuencia de esos eventos cuánticos. Todo ser vivo está sumergido en los procesos cuánticos que se llevan a cabo en los átomos que componen sus moléculas, sus tejidos, sus órganos todos unidos en una entidad mayor trabajando en equipo. No puedo afirmar ni negar que la consciencia pueda influir o no en los procesos cuánticos. El solo hecho de observar (medir) un evento cuántico, introduce una variable a la ecuación que describiría el resultado del evento. Dicho evento se vería alterado por la misma medición. Del tipo de medición que se haga, dará un resultado diferente. Es sabido que el cerebro genera ondas electromagnéticas de muy baja frecuencia según las actividades cerebrales. Es así porque en los procesos químicos se generan corrientes eléctricas y estas corrientes generan campos magnéticos y en conjunto ondas electromagnéticas. Los electrones al igual que los protones tienen carga eléctrica. Es posible que a través de los procesos mentales dirigidos conscientementes se realicen cambios a nivel cuántico que modifiquen interiormente o en el entorno inmediato el estado de la materia y el mas simple sería la emision de fotones. Un experimento sencillo que todos pueden hacer en donde el pensamiento dirigido (consciencia) tiene efecto en el cuerpo humano es el siguiente: Todos hemos algunas vez probado el jugo del limón. Al consumir unas cuantas gotas de limón, la boca experimenta contracción por el sabor ácido (compuestos químicos del limón disparan señales en la lengua) y que llegan al cerebro provocando la alta secreción de saliva. Si se repite una y otra vez el mismo proceso, la respuesta del cuerpo será la misma. Ahora si cierra los ojos y visualiza que estas chupando un ácido limón (proceso consciente), notaras automáticamente la secreción de saliva en la boca. Un evento inexistente (acto de chupar limón), una imagen mental disparó las mismas señales en el cerebro como si hubieces realmente chupado el limón. Un evento imaginario (consciente) generó una serie de evento que llevaron como resultado final la secreción de saliva. Esto es un indicador de como la conciencia actua sobre el proceso físico-químico del cuerpo. Hay eventos que todavía la ciencia no tiene una explicación de ello. Pero el hecho que no los tenga no indica que dichos evento no puedan ocurrir. Asi como antes los hombre de ciencia de la época pensaban que la tierra era el centro del universo, actualmente los hombres de ciencia comprobaron que no era así. Actualmente se ha comprobado científicamente la existencia de fotones en el interior de los organismos vivos que no proceden de eventos químicos, sino de eventos cúanticos. Asi como se puede generar electricidad usando campos magnéticos, podemos hacer lo mismo si aplicamos el proceso inverso. En enlace que pueda existir entre la consciencia y la matería será a través de los fotones.

    ceas@hotmail.com

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  7. Hola,

    También yo estudié la Licenciatura de Física. Cuando lleve la materia de Mecánica cuántica, saque 10. Pero nunca entendí lo que hacía. Como pudo ocurrir esto aún no lo sé. Incluso a la fecha sigue siendo para mí un misterio, incluso mayor que el de la Mecánica Cuántica! En el curso me dieron una montaña de información, la filosofía del curso era clara, mientras más abarcaras mejor. La idea es que te pudieras acercar lo más rápido posible a temas de frontera, para que así pudieras sentir el sabor del descubrimiento del momento.

    La forma en que respondía todas mis tareas y mis exámenes eran aprenderme ¨las reglas del juego¨ (el juego matemático), al igual de como uno se aprende las reglas del juego de las damas o las reglas del juego del ajedrez, y una vez aprendidas las reglas, pues a jugar! Durante el curso me volví un experto jugador, pero sólo eso, ya que la física quedó relegada a un segundo plano. Definitivamente fue ¡mucho callar y demasiado calcular!

    Es hasta mucho años después que me acerque a la Mecánica Cuántica vía la divulgación de diversos libros, que empecé a vislumbrar lo que en realidad había estado haciendo en ese entonces en mis clases de Mecánica Cuántica, y las razones físicas por las cuales lo había hecho. El libro el Enigma Cuántico es uno de los más asombrosos en este sentido, porque explica temas que son muy complejos con palabras coloquiales y ejemplos que lo hacen parecer todo increíblemente sencillo! Agradezco a los autores por habernos compartido su conocimiento al respecto y su poder divulgador.

    Otra aspecto muy importante que descubrí al leer divulgación sobre mecánica cuántica, es que la generación que estudió conmigo en los años 90 esta materia fuimos bombardeados con la enseñanza de una corriente de la Mecánica Cuántica. Es decir con la que en ese momento era de ¨moda¨. Fue cuando descubrí (gracias a la divulgación) que en la Física, como en muchas otras áreas del conocimiento hay modas, y uno como estudiante es muy probable que estudie únicamente las teorías de modas en ese momento. Muy pocos profesores se atreven a hablar de las corrientes alternativas, las menos enseñadas, pero que allí están presentes también en muchas publicaciones. Dentro de esas teorias que muchos investigadores consideran ¨teorias disidentes¨ porque no siguen el establishment hay ideas interesantísimas y en los personal creo de un enorme valor. [Alex Onar]

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  8. hola quisiera saber donde puedo descargar el libro porfavor si alguien sabe me pueda enviar el libro o un link a gabocar20@gmail.com

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  9. La grandeza de este libro, muy al contrario del físico que lo crítica, que prefiere el "calla y calcula" y que se burla de la conclusión "orientalista" de los autores, radica en que resulta fascinante para estimular el pensamiento, y lo dice alguien que no está de acuerdo con esa conclusión orientalista, ni con el papel de la consciencia en el colapso de la función de onda, pero que con la información brindada en el libro puede reflexionar y tomar sus propias conclusiones (aunque aún no haya conclusión alguna sobre el tema). Mi intuición es que la mecánica cuántica es una interpretación matemática precisa de la naturaleza y que futuras teorías más completas (de gravedad cuántica, seguramente) darán luz dónde la mecánica cuántica parece perderse en interpretaciones infructuosas y en cálculos que obligan a "callar".

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