viernes, 5 de septiembre de 2014

Filosofía para físicos cuánticos: Mundos paralelos, positivismo y realismo

Desde la "filosofía cuántica, ¿cómo solucionamos el problema de la realidad? ¿Y cómo se justifica la teoría de los mundos paralelos? 

En esta entrada abordaremos estos dos problemas de la física desde la filosofía... ¿o son problemas de la filosofía desde la física?


Mundos paralelos, positivismo y realismo

Las posturas filosóficas que se pueden asumir con respecto al problema de la existencia del mundo externo son de vital importancia a la hora de desarrollar una interpretación de la MC.

 Incluso existen elementos del formalismo físico que presentan interpretaciones contradictorias, según sea la postura filosófica adoptada 
¿y aún así dan los cálculos? 

Los físicos somos genios, lo he dicho ya. (humildemente) 
Hay que partir de que para entender la MC, es necesario olvidar algunos conceptos que conocemos por la intuición. 

Por ejemplo, es recurrente categorizar los sistemas físicos como una composición de "hechos observables" que se eligen arbitrariamente.

 Pero sabemos que el campo de estudio de la MC no nos permite un contacto directo con los sentidos, por lo que no es correcto asociar los sistemas físicos con lo literalmente observable.

 Es necesario ser más precisos para definir aquella propiedad de "ser observables": un observable es una cualidad de la realidad para la cual existe un procedimiento experimental cuyo resultado sea expresado en una medición. 

Ahora bien, hay dos posturas filosóficas básicas que se pueden asumir frente a los problemas de la MC: el positivismo o el realismo. 

Respecto al problema de la realidad observable que acabamos de aclarar, un realista admitiría que existe un mundo externo objetivo e independiente del observador, del cual adquirimos nuestros propios datos sensoriales. 

El positivista no cree que esto sea válido porque es imposible comprobarlo experimentalmente. 

Es decir, el observador no puede excluirse de sí mismo para seguir observando, y comprobar si el mundo sigue existiendo aunque él ya no sea un "observador" (pues, evidentemente, seguirá siéndolo). 

Ergo, el positivista cree en un mundo que depende del observador para existir.

Podemos reforzar esta idea pensando en el problema de la medición. Recordemos que la MC tiene una particularidad esencial: 
los cambios en el sistema físico observado están determinados por el intercambio de energía que hay entre el sistema y el aparato observador, lo que perturbará de tal manera el sistema, que no quedará información alguna de su estado antes de que iniciara la observación.

 Complicado. Un poco más simple: el problema de trabajar con partículas tan pequeñas es que cuando intentamos alumbrarlas con fotones para poder verlas en las pantallas, interactuamos con ese sistema físico, y por lo tanto, lo alteramos. Ya no podemos saber cómo era antes de ser observado, sino cómo es una vez interactuamos con él. 

Un positivista solucionaría estas complicaciones rápidamente, porque para él, las especulaciones acerca de la posición de la partícula antes del experimento carecen de sentido. 

La experimentación es para determinar propiedades, no para "encontrarlas": nada tiene que ver con el descubrimiento de una cualidad preexistente en el sistema. 

El científico realista, en cambio, está en apuros.

Para él, cuestionarse sobre el estado anterior a la observación de la partícula es lógico en el sentido de que se hace fundamental para un completo entendimiento de su trayectoria y el posterior delineamiento de las propiedades de dicha partícula.

 La experimentación, contrario a las suposiciones del positivista, pone en evidencia alguna característica del sistema preexistente al experimento, aún si es imposible asignarle un valor numérico preciso.

A veces dejarse complicar es mucho más divertido. 
Si la física se dejara llevar por los postulados positivistas, las suposiciones sobre mundos paralelos desde una reflexión epistemológica no serían verdaderas sólo por el hecho de ser teorías aún especulativas. 

Según una MC realista, un sistema físico seguiría un proceso determinista en el que podríamos anticipar lo que puede suceder. 
Si hay un observador que pretende medir ese sistema, como planteamos anteriormente, la medición destruirá los estados inobservados, dejándonos con sólo datos inconclusos y millones de probabilidades aleatorias. John VonNeumann (1903-1957), creador del formalismo matemático en la MC, señala que es necesario considerar que existe la “conciencia” de un objeto no físico no determinado por leyes cuánticas y que altera los resultados (no se confundan: no es necesariamente una postura anti-realista de la MC, sino una consideración sobre el problema de la medición). 

En una posición bastante parecida, Hugh Everett (1930-1982), el primer físico en proponer la existencia de universos paralelos,  cree que es necesario desarrollar una teoría que explique el proceso de medición aunque se carezcan de bases empíricas suficientes, y que no sean las mediciones las que determinen la teoría, sino, (¿A que no adivinan?) los conceptos físicos
 (o más bien filosóficos).

 De esta manera, según Everett, es posible estudiar la posibilidad de mundos paralelos, puesto que cada probabilidad de medida “desdobla” el universo que conocemos en una serie de posibilidades.

La anterior se conoce como la “interpretación de mundos múltiples”, o IMM, y es ampliamente aceptada dentro de la comunidad científica.

Se justifica desde la teoría de la relatividad de Einstein, donde una masa potencialmente grande podría curvar el espacio-tiempo, de manera semejante como una pelota curvaría una sábana.

La teoría sobre la curvatura posibilita la conexión entre varios universos mediante los “túneles” que hay entre ellos, o como físicamente se conocen, los “agujeros de gusano” que se atraviesan dentro de los agujeros negros.

 O mejor aún, una imagen:
           
La teoría de los universos múltiples explica cómo el cosmos da lugar a la posibilidad (aunque muy mínima) de que en otros universos se produzcan todas las variaciones de nuestras leyes físicas, y que nosotros sólo veamos los acontecimientos como nos suceden sin poder descubrir, por ejemplo, hacia dónde va ese electrón que acaba de “desaparecer” por el haz de fotones que le impartimos durante una observación experimental.

Teorías como la IMM nos devuelven un poco a las primeras consideraciones… la física y la filosofía deben prestarse un servicio entre ellas. 

¿Podríamos llegar a imaginar justificar matemáticamente teorías filosóficas como la del eterno retorno de Nietzsche? 

¿Cómo no enriquecer los conocimientos físicos soñando como filósofos?