Simuladores clásicos y cuánticos de una máquina del tiempo Para Diego González Olivares. Dejó escrito el maestro Delibes (en Señora de roja sobre fondo gris, Editorial Destino 1991. En la imagen, el cuadro Mujer de rojo, de Eduardo García Benito, el retrato de Ángeles de Castro en el que se basa el libro) que: "Tal vez las cosas no puedan ser de otra manera, pero resulta difícilmente tolerable. La imposibilidad de poder replantearte el pasado y rectificarlo, es una de las limitaciones más crueles de la condición humana. La vida sería más llevadera si dispusiéramos de una segunda oportunidad."(Si pueden, vayan al teatro a ver cómo dice esto José Sacristán.) Y sí, sin duda es una limitación cruel. Bien sabemos que no hay tal cosa como una segunda oportunidad, y que es muy difícil que un día encontremos un agujero de gusano por el que escaparnos al pasado, pero nos quedan los libros y las películas de viajes en el tiempo... y las simulaciones. Mientras esperamos que en 2020 lo arreglen todo definitivamente Fitz y Simmons, podemos pensar en si es posible simular viajes al pasado en el laboratorio. En un artículo que acaba de ser aceptado en la revista Classical and Quantum Gravity, mi colaborador Gonzalo Martín Vázquez de la Universidad Complutense de Madrid y yo, hemos analizado precisamente esta cuestión (versión de acceso libre en el arXiv aquí). En lugar de considerar una simulación digital (ya sea en un ordenador clásico o en uno cuántico), hemos pensado en una simulación analógica, en la que un sistema físico imite el comportamiento de aquel que queremos simular, que en este caso es radiación electromagnética que viaja al pasado. La idea surge de un artículo previo publicado en la misma revista por Caroline Mallary y Gaurav Khanna de la Universidad de Massachusetts, y Richard Price, veterano profesor de la misma Universidad y del MIT (versión de libre acceso del arXiv aquí). En él imaginaban un espacio tiempo con dos cilindros alargados en los que la velocidad de la luz es distinta, y además uno de los dos cilindros se desplaza a una velocidad muy alta (cercana a la velocidad de la luz en el vacío, o sea, 300 000 kilómetros por segundo) con respecto al otro (ver figura). Además, imaginaron también una nave espacial que se desplazara por los cilindros a una velocidad altísima, prácticamente la mayor permitida, es decir, la velocidad de la luz en cada uno de los dos cilindros. En semejante espacio-tiempo, esa nave espacial podría hacer un recorrido en línea recta por el primer cilindro, desplazarse hacia el segundo cilindro, recorrerlo en dirección contraria y volver al primero, de manera tal que, en las condiciones adecuadas, ¡llegaría antes de haber salido! Mallary, Khanna y Price pusieron un vídeo en YouTube para ilustrar esa "curva cerrada de tipo tiempo" (que es como los físicos llamamos a las máquinas del tiempo en los artículos, para no poner "máquina del tiempo" en el título, lo cual queda un poco loco, como confesó Kip Thorne). Igual que en el caso del agujero de gusano, las ecuaciones de Einstein de la Relatividad General nos permiten concebir un espacio-tiempo con estas características, pero nos dicen también que su contenido de materia y energía tendría que ser muy "exótico", por lo que probablemente no nos toparemos con algo así en nuestro universo. Es por ello que se me ocurrió intentar reproducirlo en un sistema análogo, basándome en una idea que ya había usado en trabajos previos. El análogo al espacio-tiempo de Mallary, Khanna y Price es un cable superconductor a temperatura ultra-baja, en el que la velocidad de propagación de la luz se puede modular mediante campos magnéticos externos para que imite a la velocidad de propagación de la luz en el espacio-tiempo curvo que queremos simular. En nuestro caso, el cohete que se mueve a velocidades próximas a la de la luz es representado directamente por fotones con frecuencia de microondas, que naturalmente se mueven a la velocidad de la luz. El reto era intentar encontrar cómo debía ser el perfil de los campos magnéticos necesarios para conseguir simular la curva cerrada de tipo tiempo. Lo que nos encontramos nos frustró un poco, pero no nos sorprendió: la forma del campo magnético que necesitábamos queda fuera del alcance de lo que se puede hacer en un experimento. Lo más interesante de esto es que lo que ocurre con este simulador cuántico contrasta con lo que nos podemos encontrar en un simulador no-cuántico (clásico). Por ejemplo, en 2016, investigadores de universidades escocesas y estadounidenses publicaron un experimento en Science Advances con fuentes de dispersión de luz "superlumínicas"(versión del arXiv aquí). No se escandalicen: nada "físico" puede viajar a velocidades más grandes que la de la luz en el vacío, pero hay velocidades que no son "físicas". En el libro de A. P. French en el que aprendí relatividad por primera vez había un ejemplo precioso para esto. Imaginen que apuntan con un láser a la Luna. La Luna está aproximadamente a 384.000 kilómetros de la Tierra. Si giran la mano que sostiene al láser con un ritmo de 1 radian por segundo (recuerden que una vuelta circular son dos veces pi radianes, o sea, más de seis radianes, con lo cual lo que estamos diciendo es que movemos la mano de tal manera que haríamos un círculo completo en más de seis segundos) las fórmulas básicas de física me dicen que la velocidad a la que se desplaza el punto de contacto del laser con la Luna, tal y como usted lo vería, sería igual al ritmo de giro por la distancia, es decir aproximadamente 384.000 kilómetros por segundo, superior a la velocidad de la luz en el vacío. Estén tranquilos: es sólo una imagen, un artefacto óptico, no hay nada físico desplazándose por la luna a velocidades superiores a la de la luz. En el experimento de 2016 de Clerici y colaboradores, usaron un truco parecido para crear imágenes sorprendentes en el laboratorio con una fuente de luz en movimiento y una superficie inclinada. Para determinados ángulos de inclinación la velocidad del punto de contacto de la luz y la superficie puede ser superior a la de la luz. Como es sabido, la capacidad de viajar en el tiempo hacia el pasado está directamente relacionada con la capacidad de moverse a velocidades superiores a la de la luz. En el experimento de Clericii y colaboradores, aparecían y desaparecían pares de imágenes donde esperaríamos ver una sola. Gonzalo se dio cuenta de que podía adaptar esta idea para que las imágenes imitaran el vídeo de Mallary, Khanna y Price (ver figura). Es decir, las imágenes de una fuente de luz incidiendo sobre superficies inclinadas a determinados ángulos se comportan como un cohete viajando en el tiempo hacia el pasado. De nuevo, ¡que nadie se rasgue las vestiduras! Nada ha viajado en el tiempo en realidad, se trata de una mera simulación, con imágenes que no representan el viaje de ningún objeto físico. Lo que nos interesaba resaltar es que esta imitación es posible con un sistema puramente clásico, pero no con el sistema cuántico descrito más arriba. Esto lo relacionamos con la "conjetura de protección de la cronología" del gran Hawking, de la que hablamos aquí. Según Hawking, serían efectos cuánticos los que impedirían construir una máquina del tiempo permitida por las ecuaciones clásicas de Einstein. En sus célebres palabras, es como si hubiera "una agencia de protección de cronología encargada de hacer que el universo sea seguro para los historiadores". Pues bien, nuestros resultados sugieren que esa agencia ¡se encarga incluso de las simulaciones! En efecto, esto se nos hace difícilmente tolerable pero, en fin...todavía nos quedan Fitz y Simmons. (Publicado originalmente en SciLogs el 17/12/2019).
0 Comments
Sobre un artículo reciente de Adán Cabello en Investigación y Ciencia. Investigación y Ciencia continuó en septiembre con su serie sobre divulgación e interpretación de la física cuántica. Cuando critiqué aquí el muy decepcionante artículo de Steven Weinberg en el número de agosto, no sabía que el artículo de Adán Cabello en el número de septiembre (El puzzle de la teoría cuántica) era fundamentalmente una brillante contestación al profesor Weinberg. El profesor Adán Cabello es catedrático de Física en la Universidad de Sevilla, uno de los pioneros de la información cuántica en España y uno de los mayores expertos del mundo en los fundamentos de la física cuántica. Su artículo sí que es claro y veraz, y puede contribuir a disipar parte de la confusión que provocó el del profesor Weinberg. Recomiendo su lectura, y les dejo aquí un par de las muchas interesantes reflexiones que contiene, en forma de preguntas que casi son respuestas: "Pero ¿qué sucede si la realidad no contiene leyes que dicten las probabilidades de los resultados de ciertas medidas? ¿Hace eso que la realidad sea «irreal»? ¿No parece mucho más sensato hacer la observación de que la realidad ofrece también este aspecto y buscar la mejor herramienta para desenvolverse? ¿Implica esto «renunciar a una meta fundamental de la ciencia», como afirma Weinberg? ¿No es más bien comenzar a entender un nuevo y fascinante aspecto de la realidad?" "¿Y si algunas de las cosas que realmente ocurren «ahí fuera» no están gobernadas por leyes como las que permiten predecir la posición de una canica conocidas su posición y velocidad iniciales? ¿Y si la posición, al igual que la temperatura, no es sino una propiedad emergente? ¿Cuál si no es el precio que hay que pagar por ser un constituyente elemental del universo? ¿Cómo van a ser estos constituyentes «elementales» y, a la vez, tener olor, sabor, color, posición y velocidad? ¿Y si el determinismo es también emergente?" Uno de los heterónimos de Fernando Pessoa, Alberto Caeiro, decía que:
El mundo no se hizo para que pensáramos en él (Pensar es estar enfermo de los ojos) sino para que miráramos y estuviéramos de acuerdo (de El cuidador de rebaños (O guardador de rebanhos) dentro de la antología Drama en Gente (Ed. Fondo de Cultura Económica, México 2000) Traducción de Francisco Cervantes). Como físico teórico, mi trabajo es pensar en el mundo. Pero, a veces, como Caeiro, me paro, miro, y estoy de acuerdo. (Publicado originalmente en SciLogs el 06/10/17). Sobre el reciente artículo "El problema de la mecánica cuántica" de Steven Weinberg.En el número de agosto, Investigación y Ciencia continúa con la interesante serie sobre "La interpretación de la mecánica cuántica". Tras la brillante charla del gran Scott Aaronson y Zach Weinersmith y el muy interesante artículo de Adán Sus, este mes le toca nada menos que al profesor Steven Weinberg. Para mí, que aprendí Teoría Cuántica de Campos y también Gravitación y Cosmología con sus libros, el artículo del profesor Weinberg ha sido muy decepcionante. No sólo hay explicaciones erróneas de cuestiones básicas como el espín de un electrón sino que resulta intelectualmente muy confuso: desde el título hasta el final se mezcla teoría con interpretación, opinión con hecho y opinión personal con opinión de la comunidad científica... para terminar vendiéndonos una línea de investigación que él parece perseguir en solitario. Me temo que contribuirá a aumentar la enorme confusión en torno a la mecánica cuántica en lectores no expertos. La edición impresa incluye una nota en la que se explica que el artículo fue publicado originalmente en inglés en The New York Review of Books en enero de este año, y que el propio Weinberg hizo después públicos aquí algunos de los comentarios y críticas que recibió. Me tomo la libertad (para contribuir a su difusión) de traducir el comentario del gran N. David Mermin, profesor en la Universidad Cornell: "A los Editores: Estoy de acuerdo con Steven Weinberg en que "es una mala señal que aquellos físicos que en la actualidad se sienten más cómodos con la mecánica cuántica no consigan ponerse de acuerdo sobre su significado". Este fracaso de noventa años en llegar a algo así como un entendimiento común de una teoría tan espectacularmente exitosa, apunta a que los físicos podrían compartir un prejuicio no reconocido sobre la naturaleza de la explicación científica que les impide ver lo que la mecánica cuántica significa en realidad. Al explicar por qué considera insostenible lo que él llama "el enfoque instrumentalista", Weinberg da voz a ese prejuicio generalizado: "Los seres humanos son introducidos en las leyes de la naturaleza en el nivel más fundamental". Weinberg no está dispuesto a renunciar a la meta de entender la relación de los seres humanos con la naturaleza deduciéndola "de leyes que no hacen referencia explícita a los humanos". Y, por lo tanto, apoya, con un toque de pesimismo, la meta a largo plazo de buscar modificaciones de la mecánica cuántica que "no son sólo especulativas sino también vagas". Abraza esta sombría perspectiva porque no puede aceptar la incorporación de la relación entre las personas y la naturaleza en "lo que suponemos son las leyes fundamentales de la naturaleza". Pero ¿por qué no? La ciencia es una actividad humana. Como empiristas la mayoría de los científicos creen que su comprensión del mundo se basa enteramente en su propia experiencia personal (que, de manera importante, incluye las palabras de otros que han escuchado y leído). ¿Por qué la ciencia que utilizo para entender el mundo no debería ser directamente sobre la relación entre mi experiencia total y el mundo fuera de mí que induce esa experiencia? [...]" A partir de aquí, el profesor Mermin hace publicidad del trabajo de Christopher Fuchs y otros, dentro de lo que se ha dado en llamar bayesianismo cuántico (QBism). Simpatizo con su respuesta y me gustaría hacer una precisión. Fíjense que no habla de "conciencia" ni de "mente", ni nada parecido. Muy tramposamente, el artículo de Weinberg trata de vincular lo que él llama "enfoque instrumentalista" (básicamente, la interpretación de Copenhague y sus reformulaciones modernas como el QBism) con una desfortunada frase de Wigner sobre la conciencia (que no deja de circular a pesar de que el propio Wigner cambiará de idea más adelante). Sin embargo, mientras que la mayoría de los investigadores en información cuántica suscribimos de alguna manera el enfoque instrumentalista, prácticamente ninguno cree que la conciencia tenga ningún papel en la teoría. Mermin, aunque insiste en hablar del ser humano, habla de "experiencia", es decir, los experimentos realizados y sus resultados. Efectivamente, la mecánica cuántica es una descripción de la naturaleza en la que tienen un papel central las mediciones físicas que se realizan y sus resultados. El único papel del ser humano es, por tanto, el diseño del experimento: qué magnitudes físicas se van a medir, en qué orden, en qué momento etc. De hecho, los experimentos modernos muestran que el papel del ser humano puede ser sustituido en muy buena medida (si no totalmente) por otras cosas. En los experimentos en los que se miden desigualdades de Bell (los cuales descartan posibles teorías alternativas a la mecánica cuántica), la elección de las medidas físicas que se van a realizar está normalmente determinada por los resultados de un generador cuántico de números aleatorios. Más aún, recientemente se han realizado experimentos en los que el diseño del experimento se decidía según el color obervado de la luz emitida por estrellas lejanas (luz que habría sido emitida hace más de 600 años, ya que las estrellas se encontraban a más de 600 años luz) o según los resultados de un videojuego jugado por voluntarios de todo el mundo. Incluso se han probabo algoritmos de aprendizaje automático que aprenden a diseñar nuevos experimentos de mecánica cuántica.
De manera que "ser humano" puede reemplazarse por "aparato de medida". ¿Deberíamos sentirnos incómodos ante una teoría que introduce los aparatos de medida en "las leyes de la naturaleza al nivel más fundamental"? (Publicado originalmente en SciLogs el 17/08/2017). Sobre Amit Goswami.Hace unas semanas me entrevistaron para una serie de podcasts llamada "Conversaciones con sentido". El entrevistador Xavier Pont me había dicho que había leído mi libro "Verdades y mentiras de la física cuántica" y le había gustado mucho. Yo siempre acepto todas las invitaciones amables, y además me lo suelo pasar muy bien en las entrevistas. Este caso no fue una excepción, a pesar de que las preguntas derivaron hacia un tema que para mí no tiene mayor interés: el supuesto papel de la consciencia en la mecánica cuántica. Como sabrán las dos o tres lectoras cuyos navegadores les redirigen por error a este cuaderno de bitácora, este mito de la física cuántica se basa en un artículo escrito por Wigner en tono especulativo hace décadas, del cual el mismo Wigner renegó más adelante. Hoy no hay un solo investigador en física cuántica que crea que la consciencia hace colapsar la función de onda, a pesar del eco que esta paparrucha tiene en redes sociales y blogs del inframundo. Aunque (o quizá precisamente gracias a que) creo que siempre he sido muy claro sobre este punto en el blog, en el libro y en la propia entrevista (en la que tuve ocasión de declararme por primera vez en público como "completamente materialista", cosa que me hizo mucha ilusión), Xavier insistió por correo electrónico en recomendarme la lectura de "El universo autoconsciente" de Amit Goswami. El motivo sería que, al contrario que otros charlatanes, curanderos y místicos que arrastran por el lodo el sintagma "cuántico", a los que Xavier y yo coincidíamos en criticar, este Goswami sabría de lo que hablaba, ya que entre otras cosas tendría un doctorado. Ingenuamente, ya que jamás había oído hablar de este Goswami, he leído el libro, pensando que efectivamente podía encontrarme con algo diferente. Y desde luego, es diferente. Pero porque es peor. De todos los expendedores de ponzoña intelectual y moral, de todos los escupidores de huesos de aceituna ideológica, los peores y más peligrosos son sin duda aquellos que tienen un doctorado. Si ya advertimos la última vez de que la inteligencia no garantizaba que uno estuviera en lo cierto, ya que la inteligencia era una máquina que podía ponerse a trabajar a favor de la mentira, imagínense un doctorado, ¡para el cual ni siquiera hace falta ser inteligente! Efectivamente, solo alguien con un doctorado puede evacuar un párrafo como este (traducción mía): "¿Tenemos procesamiento de información no local? Podemos defender muy bien la no localidad si aceptamos nuestra espiritualidad. Otro argumento controvertido a favor de la no-localidad es la existencia de experiencias paranormales. Personas a lo largo de los siglos han afirmado tener la capacidad de telepatía, la transmisión de información de mente a mente sin señales locales, y ahora parece haber alguna evidencia científica de ello." Bien, esto es una patochada, y los títulos de quien la diga dan igual: es una mezcla de cosas demostrablemente falsas con otras indemostrables para argumentar a favor de algo que solo puede plantearse en términos científicos. Pero claro, es que la respuesta en términos científicos es: no, no tenemos procesamiento de información no-local, como he explicado muchas veces. Sin embargo, como demuestran decenas de párrafos semejantes a este en el libro, Goswami no tiene mayor interés en la verdad científica, sino en poner de pie una especie de agenda filosófica, política, religiosa y (¡ay!) médica. Efectivamente, si buscamos en Google vemos que Goswami no era en realidad distinto a los vendedores de chatarra averiada de los que hablábamos antes: treinta años después de este libro, y redefinido ahora como "activista cuántico" (adapatación a los tiempos), Goswami sigue dedicado a la manufactura y distribución de crecepelo intelectual: libros, vídeos y (oh, cielos) supuestos títulos de máster y doctorado con precios de varios miles de dólares anuales, expedidos por Quantum Activism Vishwalayan (QAV), institución creada por él mismo y que cuenta con nada menos que cinco (5) profesores. ¿Las materias? "La ciencia cuántica de la salud (medicina intregrativa), la prosperidad (liderazgo empresarial) y la felicidad (psicología transpersonal)" (sic). Pero no se preocupen si no tienen tanto dinero. Por sólo 99 dólares pueden disfrutar de un curso con vídeos llamado "Aprovechando el poder del amor gracias a la nueva física". Pero la cosa aún puede ser peor. Veamos alguna de sus últimas aportaciones intelectuales. El 9 de junio de 2020 firma en su página web, junto con otros dos colegas del QAV, una pieza titulada "La pandemia de coronavirus: el problema y su solución cuántica para salvar la salud y la economía global (parte I)". En ella nos explica que "no existen las enfermades reales; más bien, lo que la medicina establecida llama una "enfermedad" es en realidad un "programa especialmente significativo de la naturaleza" "(esta gran reflexión se la atribuye a un Dr. Ryke Geerd Hamer). Las vacunas no son la solución, ya que "contienen muchas sustancias tóxicas para el cuerpo humano y el cerebro- mercurio, formaldehído, glifosato etc." Las mascarillas "crean un estado de hipoxia", hacen que "la gente se ponga azul y su temperatura aumente hasta llegar al pánico", además se inhalan más sustancias químicas "debido al plástico", lo que hace que "exhales más dióxido de carbono". Por si fuera poco "irritan tu cara y te hacen más susceptible a los patógenos, infecciones, parásitos etc. En resumen: te hacen más vulnerable, no menos". También hay que tener en cuenta el problema de la "tecnología 5G. Hay más de dos mil estudios que nos advierten de los efectos dañinos de estos campos electromagnéticos, que atacan especialmente el corazón, el cerebro y la inmunidad general". ¿Qué hacer entonces? Veamos. Entre sus múltiples consejos figuran: "
¿Es casualidad que sean las mismas personas que propagan y divulgan una visión mística y acientífica de la física cuántica, las que la usan para intentar enriquecerse a costa de la ignorancia, la ingenuidad o la desesperación de los incautos (o sea, potencialmente, todos nosotros)? Juzguen ustedes. (Publicado originalmente en SciLogs el 18/11/21. En la foto, una imagen de “Arsénico por compasión” (Arsenic and old lace), la inolvidable película de Frank Capra de 1944). No se tome lo que le ofrezca Amit Goswami).
Una reseña y una carta de un lector en la revista Investigación y Ciencia de agosto.El número de agosto de 2020 de Investigación y Ciencia incluye una reseña escrita por el profesor Miguel Ángel Vázquez Mozo del Departamento de Física Fundamental de la Universidad de Salamanca sobre el último libro del profesor de Caltech, Sean Carroll. Es un libro en el que se defiende la llamada interpretación de los muchos mundos de la mecánica cuántica, tan popular en las series de Marvel y DC como relativamente irrelevante entre los investigadores en física cuántica. Como tal vez recuerden las dos o tres lectoras que siguen clicando por aquí, la promoción del libro incluyó en su momento un artículo del New York Times que tuvo mucha repercusión y que comentamos aquí: en el texto, Carroll aseguraba que los físicos no entienden la mecánica cuántica, y nosotros nos atrevimos a insinuar que el que no la entendía era él. Con mucha más elegancia que nosotros, el profesor Vázquez Mozo ha titulado su reseña "¿Mecánica cuántica o misticismo cuántico?". Nótense los signos de interrogación. De nuevo, nos atrevemos aquí a responder: b). Sobre la interpretación de muchos mundos hablamos en la entrada "Demasiados mundos" y en el libro "Verdades y mentiras de la física cuántica". El profesor Vázquez Mozo añade argumentos, de nuevo con mucha más elegancia que nosotros: "La analogía usada por Carroll para ilustrar el significado de esos diferentes mundos es ciertamente reveladora: es, nos dice, como considerar un mundo habitado por los espíritus de los difuntos, en el que estos pueden interaccionar entre sí pero no con nosotros. A la vista de lo anterior, la respuesta que la IMM ofrece a los «problemas interpretativos» de la mecánica cuántica recuerda a la «solución» de problemas clásicos como la teodicea, invocando la existencia de realidades transcendentes." (Para leer el resto, acérquense al quiosco). Poco más que añadir. El misticismo cuántico es solo una característica de un fenómeno mayor, que es la mala divulgación de la física cuántica. Este fenómeno ha triunfado completamente, consiguiendo introducir ideas equivocadas en la mayor parte de la sociedad. Un buen ejemplo lo vemos en el mismo número de Investigación y Ciencia, en la sección de Cartas de los Lectores. En ella, el lector Bruce Ecker, de Nueva York, escribe al respecto de un artículo publicado en febrero por Steven B. Giddings, sobre la paradoja de la información en los agujeros negros. El lector se extraña de que el profesor Giddings afirme que el problema de las propuestas para resolver la paradoja es la violación de la causalidad (el hecho de que ningún efecto físico puede propagarse a una velocidad mayor que la de la luz en el vacío), ya que: "[...]he leído varias veces en otros sitios que la violación del principio de localidad ha sido ya firmemente establecida tanto por los experimentos como por las consideraciones teóricas relativas al entrelazamiento cuántico." El profesor Giddings contesta correctamente deshaciendo el error: el entrelazamiento cuántico no implica transmisión de información a velocidades superiores a la de la luz, como no nos cansaremos de repetir aquí. Pero, ¿cómo no va a estar confundido el lector? ¿Cuántas veces habrá leído sobre esa cosa "misteriosa", "extraordinaria" que es el entrelazamiento cuántico, donde partículas situadas en distintos confines del universo sienten una fuerza que les afecta instantáneamente ¡oh, ah!, una "acción fantasmal a distancia"?: "¡Oh noche que guiaste!/¡oh noche amable más que la alborada!/¡oh noche que juntaste/Amado con amada/amada en el Amado transformada!"... Es normal que los lectores se confundan. Tal vez los divulgadores debiéramos dejar el misticismo para los buenos poetas. (Publicado originalmente en SciLogs el 03/08/20. En la foto, Juan Diego como Juan de la Cruz en la película de Carlos Saura "La noche oscura" de 1989).
En recuerdo de Stephen W. Hawking (1942-2018) En su última y momumental novela, "4 3 2 1" el gran Paul Auster nos cuenta (con brillante "montaje" en paralelo) cuatro versiones alternativas de la vida de un mismo personaje, llamado Fergusson. De esta manera, se hace más explícita que nunca la eterna obsesión de Auster sobre cómo el azar moldea nuestras vidas. En el libro hay muertes, incendios, robos, sucesos importantes que dejan una huella obvia en los distintos Fergussons, bifurcando irreversiblemente sus vidas. Sin embargo, mi impresión es que Auster hace también hincapié en otras cosas a primera vista más nimias: los libros que lee cada Fergusson, la música que escucha, las películas que ve, las personas que en algún momento le apadrinan intelectualmente. ¡Qué ingenuo el maestro Auster!, ¿no? Aún cree que la cultura puede salvar a las personas, y así cambiar el mundo. Creo que nunca he sido un físico de esos que se dicen "de vocación". Quiero decir que nunca fui un pequeño Sheldon Cooper, que es como imagino a muchos de mis colegas cuando eran niños y adolescentes. No destripaba aparatos, ni miraba las estrellas con un telescopio, ni realizaba experimentos (dejando a un lado los exclusivamente baloncestísticos). Sin embargo, recuerdo bien una actividad en clase de Lengua, cuando yo tenía unos 11 o 12 años. La profesora nos propuso hacer una entrevista a alguien. Naturalmente, todos buscábamos a alguien de la familia o del entorno más cercano, y le preguntábamos por cosas a las que se dedicaba, o sobre las que sabía mucho. Yo escogí a mi hermano mayor, que deduzco que tendría entonces 17 o 18 años. Por aquel entonces, él andaba leyendo "Breve historia del tiempo", en la célebre edición de bolsillo de la editorial Crítica, con su portada naranja y la foto de Hawking en silla de ruedas, todavía en un estado de la enfermedad no tan avanzado, la camisa de cuadros, la legendaria mirada centelleante escondida tras unas gafas anacrónicas. (¿Dónde estará aquella edición? Tal vez se ha perdido en nuestras mudanzas por el mundo. Yo ahora tengo una más grande e ilustrada, ya en la revisión que hizo años después y llamó "Brevísima historia del tiempo") Así que el tema de mi entrevista fue "La teoría de la relatividad", y mi hermano contestó a mis preguntas sobre la velocidad de la luz, los viajes en el tiempo, qué sé yo. Creo que mi profesora de Lengua no se enteró de gran cosa, y quién sabe qué fue lo que entendí yo: lo suficiente, al menos, para que años después cuando el profesor de Matemáticas de 3º de BUP preguntara cuántas dimensiones existían y todos mis compañeros contestaran "tres", yo levantara la mano y dijera con seguridad "cuatro". "¿Y cuál es la cuarta?" "El tiempo". Tampoco es que aquello me decidiera a estudiar Física. De hecho, estuve a punto de estudiar Filosofía. Y creo que no entendí del todo que había tomado una buena decisión hasta la primera clase de Física Cuántica, ya en tercero, con el profesor Guillermo García Alcaine, quien empezó explicándonos el experimento de la doble rendija. Infectado desde entonces por esa parte de la física, acabé investigando en Información Cuántica, un campo que, en principio, tiene poco que ver con el de Hawking. En cambio ahora, cuando todos aseguran que el profesor Hawking ha muerto y parece que no queda más remedio que creerlo, miro hacia atrás y veo que no siempre pude escapar del poderoso campo gravitacional generado por su enorme agujero negro intelectual.
En la asignatura de "Agujeros negros y Relatividad General avanzada" del profesor Luis Garay, en el máster de Física Teórica, yo presenté un trabajo sobre el problema de la información en los agujeros negros, descubierto por Hawking. (Por cierto, tengo el trabajo, si me lo piden). Más adelante, he acabado investigando en el campo de las simulaciones experimentales de teoría cuántica de campos en espacio-tiempo curvo, un campo en el que el resultado más importante es probablemente la simulación de la radiación Hawking (su resultado más famoso, y que es muy díficil de observar directamente en agujeros negros reales. De hecho, hasta el momento la radiación Hawking de auténticos agujeros negros nunca ha sido observada, pero precisamente, sí se ha podido observar en experimentos con "análogos" de un agujero negro real: por ejemplo, agujeros negros acústicos en condensados de Bose-Einstein; gracias, por cierto, a trabajos de Luis Garay, entre otros). De hecho, yo he propuesto experimentos similares para simular agujeros de gusano, en lugar de agujeros negros, como he contado aquí y aquí. Y en esas propuestas, he especulado con la aparición de un análogo del "mecanismo de protección de cronología", un mecanismo conjeturado por Hawking, según el cual habría efectos cuánticos que impedirían la construcción de una máquina del tiempo. Recuerdo que vi "The theory of everything" (La teoría del todo), la estupenda película sobre la vida de Stephen y su primera mujer Jane, en un cine de Nottingham (Reino Unido). En aquella sesión, varias personas en silla de ruedas estaban en la primera fila. Hawking fue una inspiración para ellos, como lo fue para varias generaciones de físicos: cerebro libre que nada, ni siquiera un cuerpo en descomposición, fue capaz de encerrar jamás. (Publicado originalmente en SciLogs el 20/04/18). Sobre Bruce Lipton y la física cuántica."— What's that smell in this room? Didn't you notice it, Brick? Didn't you notice the powerful and obnoxious odor of mendacity? — Yes, sir, I think I did. — Ain't nothing more powerful than the odor of mendacity." "¿A qué huele en esta habitación? ¿No lo notas, Brick? ¿No notas un fuerte y odioso olor a mendacidad? — Sí, señor, creo que sí. — No hay nada más potente que el olor a mendacidad." Esta es mi traducción de este memorable diálogo (que no estaba en la obra original del gran Tenessee Williams en 1955) entre Burl Ives y Paul Newman en una de mis películas favoritas (Cat on a hot tin roof, "La gata sobre el tejado de zinc", dirigida por Richard Brooks en 1958). Una de las mejores cosas de mantener este cuaderno de bitácora es intentar ayudar a las personas que me hacen preguntas. Naturalmente, el número de farsantes que intentan sacar provecho de la palabra "cuántica" y sus efectos taumatúrgicos es tal (y sospecho que creciente) que resulta imposible intentar desenmascararlos a todos, pero imagino que es posible apuntar a los más influyentes. En varios comentarios me han preguntado por un Bruce Lipton, y he visto que tiene libros, que da entrevistas, y que sus vídeos de YouTube tienen millones de vistas. Así que decidí sacrificarme, remangarme y meter las manos en el foco de la mendacidad, una vez más. De hecho, perdí bastante tiempo con uno de sus vídeos, en el que fue muy complicado encontrar alguna frase que fuera verdad.
Básicamente, sus ideas parten de una supuesta división entre la física clásica newtoniana, que se ocuparía solo de la materia y trataría todo como si fueran máquinas, y la física cuántica, que (oh, cielos) se ocuparía de las cosas "invisibles", como la energía, las ondas, los campos... "¡Bah, paparruchas!" (humbug) En realidad, la física clásica, como se puede comprobar en cualquier libro de texto de secundaria, trata también de la energía, las ondas y los campos. Ninguno de esos conceptos es una novedad de la física cuántica. De ahí que todo lo que se deduzca de este error, o sea, esencialmente todo lo que sale a continuación de la boca de Lipton, sea mentira. Entre muchos ejemplos, nos presenta unas ondas en el agua y nos dice que hace falta la física cuántica para describirlas, llegando a usar la palabra mágica "entrelazamiento" (entanglement). Pero es mentira: son ondas clásicas. Nos muestra una foto de una familia y nos dice que aunque parecen entes separados en realidad son ondas que interaccionan, y sustituye la foto original por un montaje con ondas con formas humanoides que se cruzan unas a otras. ¡Qué va, hombre! Los electrones sí, pero nosotros no. Si tuviéramos una función de onda, la física cuántica nos enseña a calcular su longitud, que es inversamente proporcional al momento lineal, es decir, masa por velocidad. Tomando a una persona de 60 kg que se mueve a 1 m/s, la longitud de onda sería 0, 00000000000000000000000000000000001 metros (no, no me he quedado dormido sobre el 0. Y si aumentan la velocidad o la masa, aún sale un número más pequeño.) Eso son como 25 ceros más que el tamaño de un átomo. Es a ese nivel ridículo e inaccesible de distancias donde cabría esperar algún efecto asociado a que usted y yo seamos ondas. Es por eso que la física que describe a una familia andando como la de la foto de Lipton es completamente clásica. No, no somos ondas que interaccionan. Y así con todo. Pero Lipton sigue. Para cumplir con todos los clichés del moderno charlatán, tergiversa una cita de Einstein sobre la importancia física del concepto de campo: naturalmente, Einstein se refiere al campo gravitatorio y a su teoría de la relatividad general, que es completamente clásica, pero Lipton no se detiene ante nada, en su delirio sobre la física cuántica. Según él, como a los médicos solo se les ha enseñado física clásica y no saben lo que es la energía, es por eso que cuando ven una imagen de un tumor solo piensan en tratarlo "con un escalpelo" (¿qué cosa será la radioterapia?) en lugar de aplicar las manos y transmitir energía, como se viene haciendo desde hace "miles de años". Juro que entonces hace desaparecer el tumor de la imagen. Reconozco que ahí lo dejé: el olor a mendacidad me ahogaba ya y me levanté a abrir la ventana. Pero me parece que ya había acabado con los supuestos fundamentos físicos de su "teoría", que es de lo que mejor puedo hablar yo. Tras toda esta exhibición de salto sin red intelectual, la siguiente pirueta ya la habrán adivinado: como lo importante es energía y "la mente es energía" (sí, lo dijo, lo dijo), pues nada, uno se cura con la mente. Lástima que esto, que es tan fácil, no nos los ha enseñado nadie antes, y ahora ya es un poco tarde y hay que pasar por caja. Pero para eso está Lipton, claro. No es broma. Este es el tipo de cosas en que se basan negocios como el llamado Instituto de Bioingenieria Cuántica, que es tan Instituto como cuántico y que ofrece cursos como "Especialidad de Entrelazamientos Cuánticos (Sexualidad)". No se despisten, y recuerden que, una vez que hemos aprendido a reconocerlo, no hay olor más fácil de detectar que el hedor de la mendacidad. (Publicado originalmente en SciLogs el 16/01/2020). Mi nuevo libro sobre la relación entre la física cuántica y la relatividad.En febrero de 2020 apareció mi primer libro "Verdades y mentiras de la física cuántica", dentro de la colección "¿Qué sabemos de...?", que coeditan la Editorial CSIC y Los Libros de la Catarata. Ahora acaba de salir el segundo "Física cuántica y relativista: más allá de nuestros sentidos" dentro de la misma colección, sobre la relación entre la física cuántica y la relatividad. Aunque lo de "más allá de nuestros sentidos" les pueda sonar un poco a programa de Iker Jiménez, en este caso creo que está bien escogido, ya que es evidente que la física cuántica y la relatividad se refieren a aspectos de la naturaleza que, por su tamaño o por su velocidad, no pueden ser percibidos directamente. Además, dentro de "nuestros sentidos" incluyo esa cosa llamada "sentido común" y que suele no ser más que un cajón de sastre individual donde cada uno vamos metiendo nuestras ideas preconcebidas. Ni aquellos ni éste son las herramientas que debemos usar para entender la naturaleza. En su lugar, debemos guiarnos por el método científico, basándonos en la lógica y en la experimentación. Es el método científico el que nos ha llevado a concluir que la física cuántica y la relatividad describen correctamente la naturaleza, a pesar de que no podemos verlo directamente con nuestros ojos, o que en ocasiones las conclusiones puedan contradecir el "sentido común" de alguien. Pero me sigue pareciendo que la física cuántica sigue necesitando un esfuerzo para una divulgación correcta, y un aspecto que no pude cubrir del todo en el primer libro, y que me parece especialmente interesante y relevante, es el de su relación con la relatividad. A juzgar por lo que vemos en las noticias y en la cultura popular, esa relación no está bien comprendida: se hace siempre hincapié en una supuesta incompatibilidad entre ambas, en que supuestamente nadie sabría cómo ponerlas juntas, en que Einstein criticaba la física cuántica... A mi juicio se insiste mucho menos en el hecho incontrovertible de que física cuántica y relatividad se combinan para dar lugar a la teoría cuántica de campos, en la que se basa el modelo estándar de las partículas elementales (abrumadoramente refrendado por los experimentos). O en el hecho incontrovertible de que la física cuántica no viola los principios de la relatividad. O que la radiación de Hawking es una predicción que se basa en la combinación de teoría cuántica de campos y relatividad general... Todos estos temas se tratan en el libro, en el que intento explicar las bases de la teoría de la relatividad especial y general, de la física cuántica, de la teoría cuántica de campos en espacio-tiempo plano y curvo, y de las propuestas de gravedad cuántica. Obviamente no puedo hacer un tratamiento exhaustivo de todos esto en un libro de unas 100 páginas, pero a cambio sí que intento centrarme en que quede clara la auténtica relación entre física cuántica y relatividad. Ustedes me dirán si lo he conseguido...Pero lo más importante de todo es que aparece el gran M. A. Barracus, el inolvidable personaje de "El equipo A". Ya saben, si quieren saber qué pinta M. A. en todo esto, acérquense a su librería favorita. (Publicado originalmente en SciLogs el 17/10/22).
Sobre el capítulo de Cosmos: otros mundos dedicado a la física cuántica. Me escribe Pedro N. Rueda, preguntándome si he visto el capítulo 9 de la serie Cosmos: otros mundos, titulado "Magia sin mentiras" y dedicado a la física cuántica. Me pide mi opinión, ya que la serie hereda al menos el prestigio del nombre de Carl Sagan, y lo que se dice en ese capítulo parece contradecir muchas cosas que yo digo en este cuaderno y en el libro Verdades y mentiras de la física cuántica. No encuentro la serie en Disney + en España, que sí tiene otras temporadas de Cosmos, pero veo que se emite en el canal de National Geographic en Movistar +. Lo he visto con detalle. La sinopsis del programa ya me hizo temblar: "En el contradictorio reino de la mecánica cuántica, la luz puede suponer dos conceptos opuestos y de algún modo (nadie sabe cómo) un observador oculto puede alterar la naturaleza de la realidad. Conoceremos al hombre que tropezó con ese bache de la realidad y la revolución tecnológica aún en proceso que hizo posible dicho tropiezo". Con la divulgación de la física cuántica ocurre una cosa curiosa. Lo habitual en otras áreas de la ciencia, por difíciles y abstractas que sean, es intentar que las cosas se entiendan. Sin embargo, al parecer, cuando llegamos a la física cuántica, lo que hay que intentar es que las cosas no se entiendan. Así, de pronto, hablar de manera oscurantista y abracadabrante ("contradictorio reino", "observador oculto", "bache de la realidad"...) está permitido. No se trata de intentar ayudar al espectador a resolver sus dudas y satisfacer su curiosidad, sino de aturdirle y dejarle aún más confundido, dejándole la sensación de que se encuentra ante algún misterio. El documental es una prueba excelente de esto. Se nos empieza contando de manera normal cómo Newton creía que la luz estaba hecha de partículas mientras que Huygens creía que era una onda. Ambos estaban en lo cierto: la luz es una onda hecha de muchas partículas. El experimento de la doble rendija de Thomas Young muestra las características ondulatorias de la luz. ¿Pero qué pasa si hacemos el experimento con un solo fotón? Entramos en el terreno de la cuántica, así que ya saben: música de programa de Iker Jiménez, iluminación expresionista, hablar intenso... mucho misterio. Como las partículas elementales llevan asociada una función de onda, el experimento de la doble rendija muestra propiedades ondulatorias incluso si lo hacemos "partícula a partícula". Los electrones, los fotones, etc. son ondas y son partículas. ¿Misterioso, extraño? No sé, nadie dijo que los electrones tuvieran que ser como usted pero en pequeñito. En cualquier caso, son cosas que sabemos desde hace ya muchas décadas. Pero además, si cambiamos el experimento y colocamos algún dispositivo experimental que nos permita medir por qué rendija pasan las partículas, el comportamiento ondulatorio desaparece. Sólo que esto, no sé por qué, nunca nos lo cuentan así: el "dispositivo experimental que nos permita medir etc" es sustituido por... ¡tachán! ¡un señor que mira! (en este caso, Neil deGrasse Tyson). Esto nos permite ponernos aún más intensos (nivel cafetería de facultad) y largar que el observador modifica la realidad. Pero no: modificar la realidad (el experimento), poniendo un aparato que no estaba antes, es lo que modifica la realidad. Naturalmente, no podía faltar tampoco el entrelazamiento cuántico, con su correspondiente dosis de metáforas de novela rosa (el amor y tal). Se nos muestran dos fotones que supuestamente están entrelazados desde el inicio de los tiempos y separados por distancias cosmológicas. Sin embargo, el entrelazamiento es una propiedad muy frágil que se degrada rápidamente en contacto con el ambiente, así que no está muy claro cómo ha podido sobrevivir a semejantes desplazamientos espaciotemporales. Por supuesto, se incurre en el error de sugerir que se están enviando señales a velocidades más rápidas que las de la luz, cuando, como nos cansaremos de repetir en este cuaderno, no es así en absoluto. La cosa se vuelve casi ofensiva cuando se repite el asombroso cliché de que los físicos usan la física cuántica sin entenderla. Hay quien se conforma con hacer la comparación con los usuarios de teléfono móvil, los cuales no tienen por qué entender el interior del aparato, pero aquí van mucho más allá y la comparación se hace con nuestros ancestros cuando descubrieron el fuego. Pero creo que hace falta algo más que frotar dos piedras para que aparezca un ordenador cuántico, ¿no les parece? Que haya quien crea que se puede hacer un ordenador cuántico sin "entender" la física cuántica, eso sí que me parece un gran misterio. A estas alturas, ya no me sorprende que aparezcan los universos paralelos, pero no me esperaba que saliera el "superdeterminismo", la teoría de la conspiración más extraña de la historia, según la cual, para escapar a las conclusiones de los experimentos basados en desigualdades de Bell, se postula que el experimentador no escoge libremente las medidas que va a realizar. Se han hecho ya experimentos en que esas decisiones se toman según el color de la luz de estrellas lejanas, emitida hace millones de años, o según los bits aleatorios generados por voiuntarios jugando a un videojuego por internet, pero los defensores del superdeterminismo no se arredran: ya saben, todo está conectado. En fin, así es el reino de la divulgación de la física cuántica, el único lugar donde no hay que explicar los hechos científicos sino la colección habitual de clichés, debates históricos superados, conjeturas fantasiosas y metáforas de baratillo. Que sigan la "magia" y el "misterio". (Publicado originalmente en SciLogs el 10/12/20).
|
AutorCarlos Sabín. Investigador Ramón y Cajal en el Departamento de Física Teórica de la Universidad Autónoma de Madrid. Desde 2015 hasta 2022 escribí el blog "Cuantos Completos" en la plataforma SciLogs de la revista "Investigación y Ciencia". Autor de "Verdades y mentiras de la física cuántica" amzn.to/3b4z1MO y "Física cuántica y relativista: más allá de nuestros sentidos" http://shorturl.at/bdLN0 Archivos
May 2024
Categorías
All
|