Todo lo que usted siempre quiso saber sobre el final de IyC y nunca se atrevió a preguntar. El 24 de enero de 2023 a las 14:17 recibí este insospechado correo electrónico de la directora de "Investigación y Ciencia":
"Asunto: Noticia muy triste... Apreciado Carlos, Lamento mucho comunicarte que el grupo Springer Nature (actual propietario de Prensa Científica), ha decidido cesar repentinamente la publicación de Investigación y Ciencia y Mente y Cerebro. Aducen motivos económicos y estratégicos. Rematan así uno de los mejores proyectos de divulgación científica que ha habido en el mundo hispanohablante. Con ello, desaparecerá también la web y, por tanto, la plataforma SciLogs, que dejará de ser pública el próximo 1 de febrero. Muchísimas gracias por tu [...]" Contesté mostrando mi consternación y ofreciendo mi ayuda, y en un nuevo y breve correo se me pidió que no divulgara nada, ya que la decisión no era pública todavía. Quedé entonces a la espera de que Springer Nature emitiera algún comunicado, o hiciera pública la noticia de alguna manera, para poder despedirme de los lectores. Sin embargo, ese comunicado no llegó nunca. De Springer Nature nunca supimos nada, y la única información adicional que recibimos volvió a llegar de parte de la directora, el 27 de enero de 2023, a las 12:51: "Asunto: SciLogs (últimas informaciones) Apreciadas/os miembros de SciLogs, Estas son las últimas informaciones que nos han llegado:
Gracias por vuestra comprensión. Se despide cordialmente [...]" La hipótesis de que Springer Nature fuera capaz de hacer desaparecer la revista y toda la web no ya sin despedirse, sino sin hacer ningún comentario, me parecía descabellada, pero con el paso de los días se fue haciendo más y más probable. Por las redes circulaban rumores. Lo de la copia de seguridad y la recuperación de mis artículos no me daba mucha confianza, así que en los primeros días de febrero, mientras aún estaba abierto el acceso a la plataforma, me dediqué a descargar todos los archivos fuente de mis entradas, lo cual después me ha permitido resucitar este cuaderno de bitácora aquí. El 9 de febrero no me quedó más remedio que admitir la posibilidad de que efectivamente la web desapareciera sin más "not with a bang, but a whimper", así que decidí despedirme yo mismo de mis dos o tres lectoras, en una nota que redacté apresuradamente y llamé, derrochando imaginación, "Adiós": "Hemos sido informados de la pésima noticia del final de Investigación y Ciencia en cualquier formato, incluida la plataforma SciLogs. Así que, si lo he entendido bien, solo podrán leer esta despedida durante unas horas, ya que mañana, 10 de febrero de 2023, este sitio web ya no será accesible. (Esto es casi como en "Misión: imposible": este mensaje se autodestruirá al terminar de leerlo). Empecé a escribir este cuaderno de bitácora en julio de 2015, a propuesta del gran Ernesto Lozano Tellechea. Hasta entonces apenas me dedicaba a la divulgación científica, más allá de algunas colaboraciones puntuales con la revista para explicar mi trabajo. Ha sido este blog, y la comunicación con vosotros, queridos lectores, lo que ha hecho que en estos ocho años haya ido creciendo mi interés en la comunicación científica, así como mi convencimiento de su necesidad, sobre todo en el caso de la física cuántica. Es triste que todo ese esfuerzo vaya a desaparecer de golpe, pero qué demonios: hicimos un Diccionario, fundamos un Observatorio, convocamos el primer premio Conde de Negroni, y quedó, naturalmente, desierto... Tantas cosas. Lo pasamos muy bien, incluso cuando recibí insultos y amenazas de demanda. A veces me he referido irónicamente a mis lectores como "las dos o tres lectoras que todavían me soportan" y cosas así (chascarrillo que le copié a un famoso columnista). Obviamente, ya sé que sois al menos cuatro, y que es posible que haya algún hombre entre vosotros. Gracias por haber llegado hasta aquí. Me gustaría mantener el contacto con vosotros y poder seguir publicando en algún sitio las cosas que publicaba aquí, pero ahora mismo no sé dónde podría ser. Un abrazo y hasta siempre." (Esta entrada ni me dio tiempo a guardarla, pero he recuperado el texto gracias a que Ernesto subió unos pantallazos a Twitter). El día 10 no pasó nada, pero solo unos días después, no recuerdo exactamente cuál, se produjo ese final de "Misión: imposible". Entre medias, sucedieron cosas interesantes. Por un lado, en ausencia de algo más sólido, mi humilde despedida se convirtió en una especie de comunicado oficial del cierre de la web, con lo cual algunos internautas me pedían responsabilidades y explicaciones. Por otro lado, un número sorprendente de personas usó los comentarios de mi entrada de blog para expresar sus sentimientos sobre el final de Investigación y Ciencia y para explicar lo que la revista había significado en su vida. Aquello fue emocionante. Todo esos comentarios se han perdido "como lágrimas en la lluvia". Pero la lluvia la puso Springer Nature. Finalmente llegó este extraño comunicado, lo único que se puede leer ahora mismo si intentas acceder a cualquier noticia o artículo de Investigación y Ciencia. Empieza así: "Estimados lectores y suscriptores, les informamos de que las actividades editoriales de Investigación y Ciencia cesarán a partir del 31/01/2023. La decisión, muy dura para nosotros, se ha tomado ante el empeoramiento de las condiciones económicas." [...] Muy bien, pero ¿quiénes son "nosotros"? ¿Quiénes "les informamos"? El comunicado no lleva firma, así que nadie asume la responsabilidad. Peor aún, la ambigüedad hace que el lector pueda pensar que la nota está escrita por el equipo editorial de la revista, es decir, no por los responsables de la decisión, sino por sus primeras víctimas. Y así partió definitivamente el avión de Investigación y Ciencia, con Ilsa dentro.
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"Reacción" rápida para el Science Media Center sobre el artículo de Nature publicado el 25/05/22. Originalmente publicado en el SMC, algunos extractos publicados en periódicos.En una red de comunicaciones cuánticas la información podría transmitirse usando un fenómeno llamado “teletransporte” cuántico, según el cual el estado de un bit cuántico (cúbit) puede transportarse a otro sin necesidad de ser conocido en ningún momento, lo cual no es posible fuera de la física cuántica.
Para poder hacer teletransporte es preciso que existan correlaciones muy fuertes entre las partes (el famoso entrelazamiento cuántico, que está detrás de todas las modernas tecnologías cuánticas). Pero el entrelazamiento cuántico es difícil de conseguir y muy frágil. Idealmente, en una red querríamos transmitir información entre cualquier par de nodos, por muy alejados que estén. Pero ¿cómo conseguir entrelazamiento entre nodos muy alejados si cada nodo solo interacciona con los nodos que tiene más cerca? Para ello hay que usar el fenómeno del “intercambio de entrelazamiento”, que es igual que el teletransporte, pero ahora lo que se transporta es precisamente un estado entrelazado de dos cubits. De esta manera, si entrelazamos un nodo A con un nodo B y también al nodo B con un tercer nodo C, el “intercambio de entrelazamiento” hace que se entrelacen A y C, a pesar de que nunca han interaccionado entre sí. Y, en principio, así podríamos seguir con cualquier número de nodos. El problema experimental es que el entrelazamiento cuántico es muy frágil, y es muy difícil realizar este proceso sin que se pierda información. Tanto el teletransporte como el “intercambio” son conocidos teóricamente desde los años 90 y han sido realizados experimentalmente en diversos sistemas cuánticos. Pero en el caso concreto de sistemas que puedan formar una red de comunicaciones cuánticas, solo se había conseguido el teletransporte entre dos nodos próximos de la red. Hasta ahora, en que un equipo experimental de la Universidad de Tecnología de Delft, en Holanda, ha conseguido realizar también el intercambio de entrelazamiento. Esto podría interpretarse como un primer paso (muy preliminar) hacia una red cuántica de comunicaciones. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la gran dificultad experimental hace que la calidad de la transmisión de información sea todavía muy baja. Esto se puede medir calculando la llamada “fidelidad” del estado transmitido, es decir, el parecido entre el estado final real del cúbit y el estado que queríamos transmitir. Idealmente, esa fidelidad debería ser del 100 %. Si está por encima del 66,6 % sabemos que el proceso es imposible sin usar física cuántica. En el experimento se consigue en promedio una fidelidad del 70 %, pero en algunos estados cae hasta el 65 %. Esto es suficiente para demostrar que el proceso es cuántico (al menos, en promedio), pero obviamente todavía muy lejos de cualquier posible aplicación tecnológica, ya que el estado que se obtiene es un 30 % distinto del original. Queda mucho trabajo por delante para mejorar esos porcentajes y poder extender el experimento a nodos más alejados en la red. "Reacción" rápida para el Science Media Center sobre el artículo de Nature publicado el 30/11/22. Originalmente publicado por el SMC, algunos extractos publicados en periódicos.No tenemos una teoría cuántica de la gravedad y hacer experimentos para comprobar las distintas alternativas (como la teoría de cuerdas) es muy difícil, por no decir imposible. De ahí que en los últimos años haya interés en ciertas relaciones teóricas llamadas dualidades, en las que se establece una relación de equivalencia entre teorías cuánticas de la gravedad en determinados modelos de universos, por un lado, y modelos cuánticos sin gravedad, que son bien conocidos y se pueden estudiar en el laboratorio, por otro. En este artículo de Nature los autores usan una de estas relaciones entre un agujero de gusano transitable en un cierto tipo de universo (por un lado) y una red de bits cuánticos (cúbits) por otro.
Los agujeros de gusano son muy apreciados en la ciencia ficción, porque son algo así como atajos en el espacio-tiempo que conectan dos puntos que, de otra manera, estarían muy alejados. No hemos visto ninguno en nuestro universo pero, en principio, la relatividad general permite su existencia. Hay buenos motivos para creer que una teoría cuántica de la gravedad debería descartar su existencia en nuestro universo pero, como decíamos, no tenemos esa teoría. Es importante entender que en este experimento no se ha creado ningún agujero de gusano. Estamos hablando de una analogía. Según el modelo teórico usado por los autores, el teletransporte cuántico de un cúbit en la red de cúbits del laboratorio es equivalente a que un cúbit atravesase un agujero de gusano en un cierto modelo de universo con gravedad, en el sentido de que algunas propiedades del cúbit en el laboratorio se pueden relacionar con las del cúbit del modelo que se simula. En otras palabras, es como si hubiera un diccionario que me traduce lo que le sucede al cúbit real al lenguaje de lo que le ocurriría al cúbit simulado o virtual. El experimento se ha relacionado en el ordenador cuántico de Google, Sicomoro, en el que hace unos años ya se afirmó haber alcanzado la llamada supremacía cuántica, es decir, cálculos imposibles de realizar por un ordenador clásico. En este caso, no se usan todas las posibilidades del ordenador, ya que se usan solo nueve cúbits. Los detalles de la analogía con el agujero de gusano hacen que haya que realizar un gran número de operaciones con los cúbits. En concreto, con nueve cúbits los autores han realizado 164 puertas cuánticas entre parejas de cúbits. Aumentar el número de cúbits aumentaría el número de puertas cuánticas y, como los ordenadores cuánticos actuales todavía tienen unas probabilidades de cometer errores relativamente altas, alcanzaríamos un número de puertas que haría que los resultados ya no fueran fiables. Como siempre que el número de cúbits es tan bajo, el experimento realizado se podría haber simulado también en un ordenador convencional. Sin embargo, los autores introducen técnicas que muestran cómo el experimento se podría extender de manera eficiente a un número más alto de cúbits, de manera que un experimento más allá de las capacidades de un ordenador convencional pudiera realizarse una vez que tengamos ordenadores cuánticos con probabilidades de error más bajas, lo cual se espera en los próximos años. En cualquier caso, este experimento muestra que, incluso con unos pocos cúbits y las probabilidades de error actuales, los ordenadores cuánticos ya pueden hacer cosas interesantes. "Reacción" rápida para el Science Media Center sobre el artículo en Nature de IBM. Originalmente publicado por el SMC, algunos extractos publicados por periódicos.Hace unos años, el equipo de computación cuántica de Google aseguró haber conseguido la llamada “supremacía cuántica” (resolver un problema en poco tiempo con un ordenador cuántico que le llevaría un tiempo inabordable a cualquier ordenador clásico imaginable) con una máquina de unos 50 bits cuánticos (cúbits). El problema es que, en ese caso, la tarea no servía para nada: estaba diseñada específicamente para que fuera muy difícil de resolver por un ordenador clásico, pero factible para uno cuántico. La pregunta abierta es si los ordenadores cuánticos pueden superar a los clásicos en problemas que sí tengan alguna utilidad.
En teoría, sabemos que existen problemas en los que un ordenador cuántico superaría a uno clásico, como en la descomposición de un número grande en números primos (en la que se basa la criptografía actual). Pero para ello se necesitarían muchos cúbits y realizar muchas operaciones (puertas lógicas) sobre ellos. Aunque los ordenadores cuánticos ya pueden realizar cada una de esas operaciones cometiendo pocos errores (con probabilidades de error por debajo del 1 %), cuando tienes que hacer tantas operaciones la probabilidad de que cometas algún error y el resultado no sea fiable se vuelve muy grande. Para evitar esto, los ordenadores cuánticos deberían incorporar mecanismos de corrección de errores. Esos mecanismos se conocen teóricamente, pero implican aumentar mucho más el número de cúbits y de operaciones, de manera que solo compensaría introducirlos en un ordenador cuántico en el que las probabilidades de error en cada operación fueran aún mucho más bajas que las actuales. El reto de tener un ordenador cuántico con tantísimos cúbits y con probabilidades de error tan extremadamente bajas está todavía muy lejos de las capacidades tecnológicas actuales. Pero la pregunta que se plantea el artículo de Nature del equipo de computación cuántica de IBM es: ¿podemos hacer algo útil con los ordenadores cuánticos actuales, con un número pequeño de cúbits y unas probabilidades de error relativamente altas? La respuesta de los autores es que sí, pero tiene un “truco” llamado “mitigación de errores”. Si entendemos bien las fuentes de error debido al ruido en un experimento y cómo varían los resultados del experimento para distintos niveles de ruido, podemos deducir el resultado que tendríamos si no tuviéramos ningún ruido. Esto requiere, por tanto, realizar distintos experimentos y corregir los resultados a posteriori, normalmente, con un ordenador clásico. Es en estos resultados corregidos (“mitigados”) donde los autores afirman haber demostrado su superioridad frente a los ordenadores clásicos. Para ello usan una máquina de 127 cúbits llamada Kyiv y ejecutan en ella circuitos cuánticos con 2.880 puertas lógicas entre pares de cúbits. Esas operaciones no son aleatorias, sino que sirven para simular el llamado modelo de Ising, que se introdujo originalmente para explicar propiedades relacionadas con el magnetismo y que con el tiempo ha encontrado muchas aplicaciones en física. Los ordenadores clásicos usan distintas aproximaciones y métodos para resolver este modelo en muchas circunstancias pero, como se muestra en el artículo, con un número de partículas tan alto como 127 y determinados valores de los parámetros físicos, la estructura de los estados físicos generados puede ser tan compleja que las aproximaciones anteriores fallen y las máquinas clásicas no puedan predecir resultados con suficiente fiabilidad. Lo anterior está relacionado con el famoso entrelazamiento cuántico. Un sistema de dos cúbits tiene cuatro posibles estados: 00, 01, 10 y 11 pero, además, los cúbits pueden estar en una superposición cuántica, de manera que no los puedas descomponer en estados de cada cúbit individual (entrelazamiento cuántico). Con tres cúbits tendrías ocho posibles estados y sus superposiciones. Con 127 tienes un número descomunal de estados (2^127) y sus superposiciones: los ordenadores clásicos no disponen de tanta memoria, pero pueden usar aproximaciones asumiendo que, de todos esos posibles estados, no todos son importantes para describir las propiedades que nos interesan, lo cual reduce la cantidad de memoria necesaria. El problema es que, si el sistema que queremos simular está en un estado muy complicado, con mucho entrelazamiento, esa hipótesis deja de ser válida y los ordenadores clásicos no pueden hacer cálculos precisos. Y aquí es donde entra la utilidad del ordenador cuántico de IBM: en esas situaciones, dadas por ciertos valores de los parámetros de un modelo de Ising, los autores muestran que su máquina, tras la mitigación de errores sí que aporta resultados fiables al calcular magnitudes físicas del sistema. Si estos resultados se confirman (por ejemplo, por el equipo de la competencia de Google) significarían un primer paso en la prueba de la utilidad de los ordenadores cuánticos actuales, relativamente pequeños y ruidosos, cuando se les ayuda con mitigación de errores. Aunque seguramente este cálculo concreto no tiene aplicación práctica directa (ya que los valores de los parámetros donde se muestra la superioridad cuántica probablemente no se correspondan con sistemas físicos reales), al menos el modelo de Ising tiene una inspiración física, por lo que es posible que existan modelos de complejidad similar con aplicaciones más inmediatas que también puedan ser atacados por máquinas parecidas a Kyiv y un enfoque basado en mitigación, no corrección, de errores. Carlo Rovelli y su “interpretación” de la física cuántica. (Reseña del libro "Helgoland", editada y publicada originalmente en Investigación y Ciencia, octubre de 2022).Carlo Rovelli es profesor de física en el Centro de Física Teórica de la Universidad de Aix-Marsella (Francia) y uno de los mayores expertos mundiales en “gravedad cuántica de lazos”, una de las alternativas más populares a la teoría de cuerdas como teoría cuántica de la gravedad. También es un conocido escritor y divulgador científico. En 1996 publicó el artículo científico “Relational quantum mechanics”, con el que entró en los siempre atractivos pero pantanosos terrenos de eso que se ha dado en llamar “interpretaciones de la mecánica cuántica”. Ése es el tema central de “Helgoland”, que aparece ahora en castellano (Anagrama).
No está muy claro por qué la mecánica cuántica debería ser “interpretada”, y no las leyes de Newton de la mecánica o los principios de la termodinámica. Sin embargo, Rovelli se adhiere aquí, con los argumentos habituales (la tristemente célebre boutade de Feynman, el debate Bohr-Einstein que erróneamente muchos creen todavía abierto etc.) a esa corriente según la cual los físicos no entendemos la física cuántica… para inmediatamente demostrarnos lo bien que la entiende él. De la misma forma que en otros libros la clave para descifrarla serían los “muchos mundos” o la teoría de Bohm (enfoques certeramente criticados por Rovelli en este libro), aquí la piedra Rosetta que debería hacernos caer definitivamente del caballo sería la comprensión del carácter “relacional” de la naturaleza. Los experimentos basados en la violación de las desigualdades de Bell han mostrado definitivamente que los sistemas regidos por la física cuántica no tienen propiedades bien definidas si no se realiza una medición. En palabras de Niels Bohr, confirmadas después por los experimentos: “la descripción no ambigua de un fenómeno cuántico requiere, en principio, incluir la descripción de todos los aspectos relevantes del dispositivo experimental” (página 132). Esta es probablemente la característica fundamental de la física cuántica. Si la ponemos en lenguaje “relacional”, podemos decir que las propiedades de los sistemas cuánticos siempre están definidas con respecto a algo (el aparato de medida. Evitemos en la medida de lo posible la confusa terminología de “observador” y similares, aunque no lo haga Rovelli). Pero si, como reconoce el autor, la idea relacional ya estaba en los escritos de Bohr y otros padres fundadores de la física cuántica ¿por qué necesitamos una nueva interpretación? Según Rovelli, el elemento nuevo sería que ahora sabemos que “toda la naturaleza es cuántica y no existe nada especial en un laboratorio de física con un aparato de medición” (página 133). Pero éste es precisamente el punto más débil de su discurso. El mismo Rovelli, sin darse cuenta, nos explica por qué, cuándo más adelante hace una muy acertada y oportuna crítica del uso de la física cuántica para justificar pseudociencias, pseudoterapias y misticismos varios: “el mundo es lo bastante complejo para dar cuenta de la magia de la música de Bach, de las buenas vibraciones y de nuestra profunda vida espiritual sin necesidad alguna de recurrir a rarezas cuánticas” (página 150). Tiene toda la razón, pero ¿no habíamos quedado en que toda la naturaleza es cuántica? ¿No decíamos (en la página 97) que “los dispositivos que efectúan las mediciones, los científicos que los leen, los cuadernos en los que toman notas, los mensajes en los que escriben los resultados de la medición, también son todos ellos objetos cuánticos”? No, no lo son. En la página 94, Rovelli nos cuenta que su amigo Lee (seguramente Lee Smolin) le dijo que tras estudiar por primera vez el entrelazamiento se había pasado horas tumbado “pensando que cada átomo de su cuerpo había interactuado en un pasado lejano con muchos átomos del universo. Así pues, cada átomo de su cuerpo tenía que estar conectado con miles de millones de otros átomos esparcidos por la galaxia… Se sentía mezclado con el cosmos.”. Rovelli da por bueno este comentario, cuando en realidad merece pertenecer al “increíble desfile de tonterías” (página 149) de los misticismos cuánticos. La superposición cuántica, en la que se basa el entrelazamiento cuántico, es muy difícil de generar y de mantener, y desaparece rápidamente en contacto con el ambiente. Ninguno de los átomos del cuerpo del amigo Lee está ya entrelazado, ni guarda ya ninguna relación, con nada fuera de su cuerpo. Este tipo de error se repite a lo largo de toda la parte central del libro. Por más vueltas que le demos al tristemente célebre gato de Schrödinger (convertido aquí en gato de Rovelli, ya que solo estaría en un estado de superposición entre dormido y despierto: “no me gusta bromear con la muerte de un gato”, página 58), no basta con encerrar al gato en una caja y meter en ella un elemento radiactivo para poder crear una superposición cuántica con el gato. La superposición requeriría de unas condiciones de laboratorio (temperatura, por ejemplo) incompatibles con la existencia del gato. Schrödinger introdujo este ejemplo mental para mostrarnos el ridículo de extender las superposiciones cuánticas a objetos macroscópicos de la vida diaria… justo el grave error de este libro. Es en el intento de mostrarnos cómo la interpretación relacional afectaría a nuestra visión macroscópica del mundo cuando el libro naufraga más dramáticamente. En la página 99 se identifica erróneamente cualquier correlación, como la que aparece entre la medida de un termómetro y la temperatura exterior, con el entrelazamiento. Pero esto es falso: el entrelazamiento cuántico es un tipo especial de correlación (muy costosa de generar y mantener en un sistema cuántico), que va más allá de las llamadas correlaciones “clásicas”, como la del termómetro. Este hilo de razonamiento le lleva directamente al disparate (página 100): si miro una mariposa y veo el color de sus alas, estoy en un estado entrelazado con la mariposa y “no es imposible que se den sutiles fenómenos de interferencia con la configuración donde la mariposa era de otro color…”. No. Es ciertamente imposible porque no hay ninguna superposición cuántica, ningún entrelazamiento cuántico, ninguna interferencia… solo correlaciones clásicas. Obviamente, Rovelli no ignora (porque menciona la decoherencia cuántica) que los objetos de la física clásica no están en superposiciones cuánticas en nuestra vida diaria. Sin embargo, parece creer que los efectos cuánticos siguen ahí, aunque sean muy difíciles (en realidad, imposibles) de medir. Por un lado, no es cierto: por ejemplo, el entrelazamiento cuántico sencillamente desaparece (se hace 0, no muy pequeño) por debajo de un cierto valor umbral de superposición. Por otro lado, es obvio que este tipo de razonamiento contradice las ideas centrales de la interpretación relacional: ¿qué sería esta especie de esencia que no es relativa a nada, ni se relaciona con nada, ya que no se puede medir? ¿Todo es relacional salvo el hecho indiscutible e inverificable de que todo es cuántico? En la página 129, Rovelli refiere una conversación con el filósofo David Albert, quien le pregunta: “Carlo, ¿cómo puedes pensar que experimentos hechos con trozos de metal y vidrio en el laboratorio puedan tener tanto peso como para cuestionar nuestras convicciones metafísicas más profundas acerca de cómo es el mundo?” Rovelli contesta “¿y cuáles son “nuestras convicciones metafísicas más profundas” sino también estas, solo algo que nos hemos acostumbrado a creer verdadero, precisamente manipulando piedras y trozos de madera?” No es mala contestación, pero elude el punto principal, que yo plantearía así: “Carlo, ¿por qué los experimentos con objetos que siguen leyes cuánticas deberían afectar a nuestra comprensión de objetos que no siguen esas leyes?”. La intención, fundamental en este libro, de que saquemos todo tipo de conclusiones filosóficas a partir de la interpretación relacional de la física cuántica fracasa si no contestamos a esta pregunta. Carlo Rovelli es, por supuesto, un buen escritor y una persona culta, dos características que le distinguen de la mayoría de sus colegas. Disfrutamos con sus referencias a Robert Musil, Luigi Pirandello, Shakespeare y tantos otros como van apareciendo, de manera no forzada, en este libro, como en todos los suyos. Le perdonamos sus divagaciones sobre el revolucionario soviético Aleksandr Bogdánov y el antiguo filósofo indio Nāgārjuna. Nos gusta imaginárnoslo tomando té en Ontario, mientras acaricia a su gato y fuera cae la nieve. Pero aquí, entre la niebla de Helgoland, se desvía “de su camino un cuarto de legua para correr en pos de una agudeza”, como diría Montaigne (“Los ensayos. Libro I”. Traducción de J. Bayod Brau. Acantilado). Tal vez la física cuántica no necesitaba de tanta interpretación, y sí de una mejor explicación, una que evite la confusión con la física clásica. Una aproximación personal al universo. (Reseña del libro “Disfruta de tu universo, no tienes otra opción”, editada y publicada originalmente en Investigación y Ciencia, diciembre de 2020).Un profesor de física cuántica solía decir, al respecto de la perplejidad que algunas personas sienten ante las propiedades de la teoría: “así es nuestro universo. Si no les gusta, cámbiense a otro”. Éste es el espíritu de “Disfruta de tu universo, no tienes otra opción”, traducción del original inglés publicado por Oxford University Press en 2018 y que ha sido elegido para abrir la nueva colección de libros de divulgación “Física y Ciencia para todos”, organizada por la Real Sociedad Española de Física y la Fundación Ramón Areces y editada por Catarata.
Ya en 1665, el científico inglés Robert Hooke nos advertía de que “la ciencia de la naturaleza ha sido durante demasiado tiempo asunto del cerebro y la fantasía: ya es hora de que vuelva a la simplicidad y la solvencia de la observación de cosas materiales y obvias”. (Tomo la traducción tal y como aparece en este libro, al inicio del capítulo 4). Hooke dejó escrito esto en su “Micrographia”, en la que presentaba los resultados de sus observaciones con simples microscopios artesanales, incluyendo algunas de las primeras descripciones conocidas de microorganismos. Han pasado más de cuatro siglos y aunque obviamente a los físicos teóricos se nos pague por pensar en la naturaleza, convendría tal vez que no olvidáramos el consejo de Alberto Caeiro, uno de los heterónimos del poeta portugués Fernando Pessoa: “el universo no se hizo para que pensáramos en él/ (pensar es estar enfermo de los ojos)/ sino para que miráramos y estuviéramos de acuerdo”. Si nos dejamos llevar por la enfermedad de los ojos y nos olvidamos de mirar, nos puede pasar lo que acertadamente critica el profesor de Rújula en este libro, que nos dé por hablar solo de aquello que dudosamente existe o no existe en absoluto: universos paralelos, partículas supersimétricas, variables ocultas, máquinas del tiempo… ¡Como si no hubiera suficiente con lo que sí existe! Esto es lo que propone de Rújula: echar una mirada al contenido real de nuestro universo y a todo lo que sabemos sobre él. No solo porque, como diría Woody Allen, sea el único lugar en que se puede encontrar un buen filete, sino porque además está lleno de cosas interesantes y sorprendentes. Así, por ejemplo, mirando, el lector se encontrará en este libro con parejas de grandes agujeros negros que, cuando se funden, crean ondas gravitacionales, minúsculas oscilaciones de nuestro espacio-tiempo que pueden detectarse a miles de millones de años luz de distancia en enormes y sofisticados aparatos, construidos a tal efecto en la Tierra gracias a las predicciones de la teoría de la relatividad general. La misma teoría que nos ha llevado a averiguar que el universo está lleno de materia oscura y de energía oscura, cuyo origen y naturaleza todavía no comprendemos del todo. Hay también materia ordinaria, hecha de átomos, que se puede describir gracias a la física cuántica, la otra gran teoría de la física moderna. Y la combinación de la física cuántica y la relatividad nos lleva a la teoría cuántica de campos, que nos permite describir cosas aún más pequeñas: fotones, electrones, quarks, neutrinos y otras muchas partículas llamadas elementales, algunas de las cuales (como el bosón de Higgs) se han encontrado también gracias a gigantescos y complejos aparatos construidos a partir de las predicciones de la teoría. Algunas de esas partículas elementales son las encargadas de transmitir las fuerzas fundamentales de la naturaleza como, por ejemplo, los fotones se encargan de la interacción electromagnética entre partículas con carga eléctrica. Otras son antipartículas, como el positrón, una partícula exactamente igual que el electrón, pero con carga positiva. Y, lo mires por donde lo mires, en nuestro universo hay también un fondo cósmico de microondas que lo llena todo. Tal vez el lector haya oído hablar de todas estas cosas en alguna ocasión, pero un buen catálogo le puede resultar útil. Además de todo esto, en este pequeño rincón del universo hay seres humanos, miles de millones de seres humanos, y uno de ellos es Álvaro de Rújula, quien tiene, digamos, su propio universo. Y ese universo, como el fondo cósmico de microondas, permea todo el libro. La traducción del inglés es del propio de Rújula (lo cual tal vez explique hallazgos como “ubícuito” por ubicuo (página 36), “asimptótico” por asintótico (página 68) o “un extra orden de magnitud más” (página 203). No encuentro explicación para “hayar la media” (página 177). Entre las más de cien figuras (muchas de ellas en una separata central, lo que obliga a pasar cincuenta páginas adelante o atrás cada vez que se menciona una de ellas, lo cual ocurre constantemente) encontramos muchos dibujos, collages y memes de de Rújula, de interés relativo. Los chascarrillos sobre viejos profesores, físicos experimentales, escudos de universidades etc. también son de de Rújula. Incluso el constante (ab)uso de los paréntesis (“luminosidad (lumínica)” llegamos a leer en la página 136) y de las más de cien notas al pie también es, naturalmente, suyo. Como ven, la lectura resulta agitada: cuando por fin el lector ha regresado de su viaje a las figuras, enseguida tiene que volver a viajar, esquivando paréntesis, hacia una nota al pie de pertinencia diversa, de manera que su vista no puede reposar más de cinco segundos seguidos. De la misma forma que uno no puede leer de la misma manera una novela de James Joyce que una de Agatha Christie pero las dos pueden ser una experiencia gratificante, tal vez convenga que el lector no se acerque a este libro como si fuera un libro de divulgación al uso. Así, por ejemplo, es mejor que no intente encontrar una explicación al orden de los capítulos o de las argumentaciones, porque es indescifrable; hay más caos que cosmos en este universo, como ocurre con los monólogos interiores. Tampoco es éste el lugar más adecuado para profundizar en alguno de los múltiples temas que se plantean o para entender mejor conceptos sutiles como el espín de las partículas o la llamada paradoja de los gemelos de la teoría de la relatividad. Rara vez las cosas están bien explicadas, en ocasiones ni siquiera definidas. Sin embargo, si este libro cae en las manos del lector, siempre puede pensar: “disfruta de Álvaro de Rújula, no tienes otra opción”. Ontología y dinámica de tres variaciones exóticas de la teoría cuántica. (Reseña del libro "Philosophy of physics: quantum theory" de Tim Maudlin, editada y publicada originalmente en Investigación y Ciencia, noviembre de 2019).Recientemente, el profesor Carlo Rovelli, del Centro de Física Teórica de la Universidad Aix-Marseille (Francia) ha publicado un interesante artículo titulado "Physics Needs Philosophy. Philosophy needs Physics” en la revista Foundations of Physics. Para la mayoría de los físicos, la segunda parte de la frase del título (“la filosofía necesita a la física”) no necesita mayor aclaración, pero muchos de ellos estarían en total desacuerdo con la primera parte (“la física necesita a la filosofía”). El latiguillo “eso es filosofía” funciona casi como un insulto en esos foros. Otros pocos físicos decimos con la boca pequeña que nos gusta la filosofía, pero en realidad tampoco sabemos muy bien qué queremos decir con eso, más allá de nuestro gusto por las charlas desenfadadas de cafetería (es decir, aquellas en las que no escribimos ecuaciones en los manteles). Nuestro desconocimiento de los usos y prácticas de la filosofía profesional es tal que estoy seguro que muchos colegas no me creerían si les digo que este “Philosophy of Physics: Quantum Theory” está lleno de fórmulas. No sólo eso: tiene ejercicios al final de cada tema y una maravillosa nota al pie en la página 71, en la que se invita al lector a hacer los cálculos, ya que así alcanzará un “sentido de éxito y comprensión que no puede conseguirse de otra manera” (“contar” decía Josep Pla en “Viaje en autobús” “es comprender”, y se refería a contar números, no cuentos).
Y sin embargo, si hacemos caso a Rovelli, los físicos modernos deberíamos interesarnos más por la filosofía, como hacían nuestros predecesores, ya que, lo sepamos o no, es una mala digestión de las ideas de Popper y Kuhn lo que ha hecho que la física fundamental se atasque en las últimas décadas. De ahí el enorme interés con que he leído este libro de Tim Maudlin. Desafortunadamente, con la física cuántica siempre pasan cosas insólitas. Por ejemplo, uno esperaría que un libro que lleva por título “Filosofía de la física: teoría cuántica”, se dedique efectivamente a hacer filosofía de la física cuántica. Sin embargo, pronto se nos aclara que no será así: aquello que entendemos por física cuántica la inmensa mayoría de los que nos dedicamos a ella no es una teoría, según Maudlin, sino una “receta”, ya que no posee una ontología (una idea sobre “lo que es”) ni una dinámica (“lo que hace”). Naturalmente, Maudlin está equivocado y por eso el libro nace herido de muerte. La teoría cuántica convencional tiene una ontología muy clara, con una característica novedosa: las propiedades de los sistemas físicos que describe no están completamente definidas, sino que están definidas por probabilidades. El autor tiene razón al criticar que los físicos nos refiramos a esto en términos de “realismo” (decimos que la física cuántica no es “realista), lo cual es completamente erróneo desde el punto de vista filosófico. Sin embargo, que nuestra ignorancia nos lleve a usar mal la etiqueta no invalida el hecho en sí; analizar sus consecuencias ontológicas sería realmente útil e interesante, pero Maudlin ha decidido que no merece la pena. En cuanto a que la teoría cuántica no tiene una dinámica definida, ¿qué otra cosa será si no la ecuación de Schrödinger? Si no es de física cuántica tal y como la conocemos, ¿de qué habla entonces este libro? Pues bien, de tres tipos de modificaciones o variantes de la teoría, más o menos exóticas y marginales: la teoría GRW (Ghirardi-Rimini-Weber) sobre el colapso de la función de onda, la mecánica bohmiana y la llamada teoría de muchos mundos. Estas variantes satisfacen al profesor Maudlin por su ontología y su dinámica, pero me da la impresión de que se ha olvidado, no ya de Popper, sino de Cole Porter (“Experimenta/ que sea tu lema día y noche/ Experimenta/ y llegarás a la luz”). ¿Qué dicen los experimentos? Las teorías del tipo GRW explican el llamado colapso de la función de onda mediante una ligera modificación de la teoría cuántica usual, que haría que el colapso fuera un proceso físico real que ocurriría espontáneamente. Esta pequeña corrección haría altamente improbable que la función de onda de una partícula elemental colapsara de manera espontánea, salvo que interaccionara con un objeto compuesto de muchísimas partículas (como un aparato de medida), en el que el colapso sería mucho más probable. Esto, de alguna manera, “explicaría” el colapso de la función de onda cuando se realiza una medida. La corrección a la mecánica cuántica usual es tan pequeña que no produciría ninguna modificación en los experimentos habituales, pero se pueden diseñar experimentos especiales para detectar minúsculos efectos observables. A esa tarea se han dedicado varios grupos experimentales desde hace unos cuantos años, hasta el momento sin ningún éxito. En el caso de que finalmente algún experimento dé un resultado positivo, la teoría cuántica usual incorporaría muy fácilmente esta pequeña variación, que no cambiaría ninguna de sus características básicas (incluida la característica ontológica mencionada más arriba) pero arrojaría más luz sobre el proceso de medida. El caso de la mecánica bohmiana es distinto: en esta teoría la posición está siempre bien definida (es, por tanto, una teoría de las llamadas de “variables ocultas”), por lo que, de ser cierta, implicaría un cambio dramático en los principios básicos de la física cuántica. Los experimentos basados en desigualdades de Bell han descartado consistentemente las teorías de variables ocultas “locales”, es decir, aquellas en las que la información no puede viajar a velocidades más altas que la de la luz. De manera que, para poder explicar los experimentos, las teorías de variables ocultas deben permitir que la información viaje a velocidades “superlumínicas”, algo que va en contra de lo que observamos en la naturaleza y que impediría que pudiéramos mezclar estas teorías con la relatividad para producir un equivalente a la exitosa teoría cuántica de campos. Conviene aquí hacer una aclaración, ya que es un error grave de Maudlin y de la pequeña comunidad de físicos bohmianos: aunque a veces se diga que el entrelazamiento cuántico y, por extensión, la mecánica cuántica, es no-local, en realidad, en mecánica cuántica no hay transmisión de información instantánea o “superlumínica” y, por tanto, la mecánica cuántica es local en el sentido que estamos manejando aquí. Esta confusión terminológica hace que Maudlin y otros sigan creyendo que es posible defender una teoría de variables ocultas, como la de Bohm o cualquier otra, y mantener al mismo tiempo un acuerdo razonable con los experimentos. Pero están equivocados. Finalmente, la teoría de muchos mundos, con sus múltiples universos es, por definición, imposible de verificar experimentalmente, ya que solo tenemos acceso a nuestro universo. Por tanto, no es más que una interpretación exótica de la teoría usual. Así que, en resumen, tenemos un modelo que no está pudiendo ser confirmado por los experimentos, otro que ha sido explícitamente rechazado por ellos y otro más que nunca podrá ser puesto a prueba experimentalmente. Y a esto, una vez más, le hemos dedicado un libro entero. Nuestra para muchos odiosa pero tozuda y longeva teoría cuántica, con su chaleco a prueba de experimentos, imaginamos que tendrá que seguir esperando mejor ocasión. Tópicos peligrosos en la divulgación de la física cuántica. |
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
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