«En 1935, trabajando con sus jóvenes colegas de Princeton, Boris Podolsky y Nathan Rosen, Einstein publicó su última y más famosa arremetida contra la mecánica cuántica. “Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?”
(¿Puede considerarse completa la descripción que hace la mecánica cuántica de la realidad física?)
preguntaba en el título de su artículo. La pregunta era retórica. Según Einstein, Podolsky y Rosen (EPR), la respuesta era, sin duda alguna, que no.
El argumento de EPR constituyó un desarrollo de lo que a Einstein le había inquietado acerca de la quinta conferencia Solvay en 1927. Allí se había aferrado a la afirmación de Bohr de que una función de onda cuántica sólo puede describir la probabilidad de que una partícula esté en uno u otro sitio. Einstein dijo que eso estaba muy bien, pero que, en algún momento, la probabilidad tenía que convertirse en certeza. En el ejemplo escogido por él, un electrón que choca en una pantalla, tiene que caer en algún punto determinado. Y cuando lo hace, la onda cuántica que lo describe ¿no tiene que cambiar instantáneamente de algún modo por toda la pantalla?
En algún momento nadie vio adónde quería ir a parar. El argumento era efectivamente vago y metafísico. Pero Einstein, Podolsky y Rosen afirmaron entonces que habían concretado la objeción y la convirtieron en un problema específico y demostrable. Podían precisar, o eso decían, la forma en que la mecánica cuántica se desviaba del sentido común.
En primer lugar, según el viejo y genuino estilo de Einstein, necesitaban dejar absolutamente claro a qué equivalía el sentido común. Cualquier teoría aceptable tenía que tratar de lo que ellos denominaban “elementos de la realidad física”. Con esto querían decir cosas tales como la posición y el momento, las tradicionales clases de cantidades que los físicos, por costumbre consagrada, consideraban como fragmentos de información indiscutibles acerca del mundo físico.
Muy bien, pero, en realidad, ¿qué constituye un elemento de realidad física? No era un tema al que los científicos hubieran dedicado demasiado tiempo. De modo que Einstein y sus colegas propusieron una definición formal, que se ha hecho famosa o notoria, de acuerdo con una perspectiva. Afirmaban que “sin alterar de ningún modo un sistema podemos predecir con certeza… el valor de una cantidad física, entonces existe un elemento de la realidad física que corresponde a esta cantidad física”.
Pensemos, por ejemplo, en la posición o el momento de un electrón. Si encontramos la manera de determinar la propiedad sin afectar de ningún modo la trayectoria del electrón ni su comportamiento posterior, entonces podemos afirmar que la posición o el momento del electrón es un hecho definitivo, un dato innegable. En otras palabras, un elemento de la realidad física.
Después de redactar el argumento a su gusto, Einstein y sus colegas procedieron a demostrar los problemas que se había buscado la mecánica cuántica.
Imaginaron dos partículas pasando a toda velocidad en direcciones opuestas desde un origen común, a la misma velocidad, de forma que en cuanto se mide la posición o el momento de una, automáticamente se conoce la posición o momento de la otra.
Estaban de acuerdo en que un observador que realizaba mediciones de una de las partículas contravenía el principio de incertidumbre. Medir su momento y no conocer su posición o viceversa, justo como dicta Heisenberg. Pero ahora Einstein, Podolsky y Rosen jugaron su triunfo. Todo el argumento de su montaje era que cualquier observación de una partícula te dice algo acerca de la otra y que estaban empezando a suceder cosas extrañas.
Medimos la posición de la primera partícula e inmediatamente conoceremos la posición de la segunda —aunque no la hayamos observado directamente. O medimos el momento de la primera partícula y también sabremos el de la segunda —de nuevo, sin verla en absoluto. Lo que significa, concluyeron impacientes los autores, que tanto la posición como el momento de la segunda partícula tienen que ser “elementos de la realidad física”. Como estas propiedades pueden determinarse sin alterar la partícula en cuestión, tienen que tener valores definitivos, preexistentes. Argumentaban que no podría ser que una medición de la primera partícula haga que se materialicen sólo entonces las características de la segunda partícula a partir de una niebla cuántica, porque, en realidad, a la segunda partícula no le ha ocurrido nada.
Y continuaron afirmando que la mayor consecuencia es que el jactancioso principio de incertidumbre de Heisenberg no significa, después de todo, que las propiedades físicas sean fundamentalmente definidas hasta que se miden. Más bien, las partículas tienen propiedades definidas y el principio de incertidumbre equivale a admitir que la mecánica cuántica no puede describir completamente esas propiedades. Einstein y sus jóvenes colaboradores concluyeron entonces que la mecánica cuántica no explica la historia completa —como Einstein ya venía diciendo con insistencia desde hacía tiempo. Sólo era una teoría parcial, un panorama incompleto de la verdad física subyacente».[1]
«Esta es la razón por la que Einstein tomó los experimentos del tipo EPR como un profundo indicador de que la mecánica cuántica no podía estar en lo cierto, porque en estas situaciones parece que una influencia esquiva pero instantánea conecta el comportamiento cuántico de las dos partículas al margen de lo mucho que se separen. Esta incómoda conexión de larga distancia, como todas las demás cosas extrañas de la mecánica cuántica, surge a causa de lo inevitable de la incertidumbre. Como el resultado de la medición de una partícula no se puede predecir por completo, la segunda partícula tiene que continuar unida de alguna manera para que las mediciones que se han realizado de ella continúen siendo coherentes con las observaciones de la primera».[2]
Las dos partículas del ejemplo anterior están interrelacionadas porque su fuente es la misma y se conoce la suma de la cantidad de movimiento de ellas. Por lo tanto, si se mide la cantidad de movimiento de la primera se conocerá la cantidad de movimiento de la segunda en el mismo instante. Y si se mide la posición de la primera se conocerá la posición de la segunda exactamente en el mismo instante, sea cual fuere la distancia entre las partículas. Pero según el principio de incertidumbre, si intentamos medir una propiedad de una de las dos (como la cantidad de movimiento) ocurrirá un cambio en la posición de la partícula que medimos, y dado que la suma total se conoce, la segunda partícula debe cambiar sea cual fuere la distancia entre ambas, para que la suma total se conserve.
Esto significa varias cosas:
Que el observador o el proceso de medición, ya no es relevante en la identificación de las propiedades de la segunda partícula, pues ya conocemos sus propiedades sin que tengamos que medirlas directamente.
También significa: que la propiedad de la segunda partícula, que conocemos sin medirla directamente, es uno de los elementos de la realidad física, o sea, que las partículas tienen propiedades específicas, y no como supone el principio de incertidumbre o de indeterminación de Heisenberg «que las propiedades físicas son fundamentalmente indefinidas hasta que se miden».
Además: la combinación entre el entrelazamiento cuántico y el principio de incertidumbre en este ejemplo implica que la información se trasmite con una velocidad mayor a la velocidad de la luz, pues cuando medimos una de las propiedades de la primera partícula, por ejemplo, no necesitamos tiempo para conocer las propiedades de la segunda partícula, sino que las conocemos en el mismo instante. Esto significa, que, si el proceso de medición afecta a la primera partícula, la segunda partícula debe verse afectada directamente para que se conserve la suma total, aunque la medición no se haga sobre ella. Esto significa que la mecánica cuántica viola la ley de la relatividad especial, que no permite que nada se mueva a una velocidad mayor que la velocidad de la luz. Esto indica indudablemente un defecto evidente en la comprensión de la realidad universal.
En realidad, incluso con la demostración de que el entrelazamiento cuántico es una realidad física mediante la experiencia práctica, queda el problema sin solución; porque podría ser:
Que haya un problema en la teoría de la relatividad especial de Einstein que consista en la imposibilidad de que haya un movimiento dentro de este universo a una velocidad mayor que la velocidad de la luz.
O bien que la mecánica cuántica, como Einstein quiso decir «no explica la historia completa… solo era una teoría parcial, un panorama incompleto de la verdad física subyacente».
Creo que para resolver este problema podemos suponer que la información que se traslada entre las partículas se traslada entre ellas dos en otro universo, ambas tienen en él una existencia fantasma. Este otro universo permite que los cosas dentro de él se trasladen a una velocidad mayor que la velocidad de la luz.
Podemos formular el problema que planteó Einstein de otra forma: que las partículas con el proceso de medición constituyen un sistema. Por consiguiente, nuestro conocimiento de la posición de la segunda partícula por la simple medición de la posición de la primera partícula, significa que si «las propiedades físicas son fundamentalmente indefinidas hasta que se miden» como estipula el principio de incertidumbre de la mecánica cuántica, entonces en el proceso de observación de la primera partícula causamos un cambio instantáneo en la función de onda del sistema en conjunto, de modo que da a la segunda partícula una posición o una velocidad específica, o como argumentó Einstein, «¿no debe la onda cuántica que la describe de alguna manera cambiar instantáneamente en toda la pantalla?».
Esto nos lleva a la discusión de hasta qué punto es realista la función de onda. Pues la cuestión de la transferencia instantánea de los cambios de la función de onda en el espacio, o sea, sin necesidad de ningún período de tiempo, significa que es una transferencia a una velocidad infinita, y esto es imposible en nuestro universo. Pues según la teoría de la relatividad especial de Einstein no se puede superar la velocidad de la luz y mucho menos con una velocidad infinita. La velocidad es la relación de la distancia dividida por el tiempo, y en este caso nuestro, sea cual fuere la distancia, la velocidad es infinita y la información se transfiere inmediata e instantáneamente, es decir que el tiempo es igual a cero. En otros términos: podemos decir que la dimensión del tiempo se esconde del universo en el cual se transfiere la información de la función de onda. Y esto significa sin duda —si la relatividad especial es correcta— que esta información se trasmite dentro de otro universo cuyas leyes permiten estas cosas imposibles en nuestro universo. Este otro universo debe afectar a nuestro universo y estar conectado con él. Las cosas que están dentro de nuestro universo tienen una existencia fantasma en ese universo, donde pueden intercomunicarse y trasmitir información entre ellas a una velocidad infinita. O talvez nosotros y las cosas existentes de nuestro universo somos espectros de realidades superiores existentes en un universo superior al nuestro.
La mecánica cuántica abrió una puerta en la astronomía (la cosmología) para hablar de múltiples mundos o universos, que pueden afectarse unos a otros.
Si esta avanzada investigación no fuera suficiente para demostrar la existencia del alma o del espíritu humano, es indudable que hace que todo ser razonable se pregunte cuán real es que nuestra existencia esté restringida solo a este universo y que seamos simples cuerpos creados de la materia de este universo. ¿No podría ser que estos múltiples universos sean más sutiles que este universo y que sus partículas sean más finas que las partículas de materia y energía que hay en nuestro universo, de forma tal que permitan la transferencia a una velocidad mayor que la velocidad de la luz con la cual se mueven las partículas de energía o fotones de este universo? ¡¿No podría ser que nuestro universo en estas circunstancias sea una simple existencia fantasma de un universo más desarrollado que él?!
El entrelazamiento cuántico o la inseparabilidad tienen dimensiones mucho más grandes que en el caso de las partículas o los fotones disparados desde una sola fuente, ya que el universo en conjunto es un acontecimiento cuántico y se remonta a un solo origen, el momento del Big Bang. Algunas partículas estaban muy juntas y se adhirieron entre sí en el pasado. Así pues, una partícula de los confines del universo en el cuerpo de otro ser vivo, talvez algún día, en algún momento, se adhiera a una partícula presente ahora en tu cuerpo, y puede que seas afectado cuando ésta sea afectada, del mismo modo que puedes afectar en cierta forma los objetos mediante el entrelazamiento cuántico.
«Te consideras un cuerpo pequeño y dentro de ti habita el mundo más grande».
[1] Fuente: Lindley, Incertidumbre, págs. 196-199.
[2] Fuente: Lindley, Incertidumbre, pág. 227.
Extracto del libro La ilusión del ateísmo de Ahmed Alhasan (a)
