El burro de Sancho y el gato de Schrödinger, Luís González de Alba (part 2)

(Part2)

Una explicació que intenten donar a aquesta estranya concepció és que el problema no és de la natura, sinó que és nostre, del nostre mancat enteniment i encara més precari llenguatge. És a dir, no podem entendre que una cosa sigui i no sigui alhora i, encara menys, no ho podem expressar en paraules. Però les proves físiques ens mostren que, de fet, ara com ara així és com hem d’entendre que funciona el món. Per tant, si volem interactuar amb ell, convé que acceptem aquest ser i no ser, aquest “vivo sin vivir en mi.”

Quan surt l’explicació del gat de Schrödinger (breu, molt breu, de fet) recordo el títol del llibre i corroboro que les estratègies mercantilistes poden fer molt mal a la cultura. D’acord que està ben trobat, que desperta un somriure això de “El burro de Sancho y el gato de Schrödinger”, però a mesura que avança el llibre, veiem que l’ase d’en Sanxo és merament anecdòtic, amb prou feines es comenta, així de passada, que es tracta d’un capítol del Quixot que comença amb Sanxo queixant-se que li han robat l’ase però que acaba amb ell damunt l’ase una altra vegada sense saber com ha tornat i que, imagino, a la comunitat científica els ha anat bé com a metàfora per mostrar la idea quàntica de ser i no ser alhora. Perquè, de fet, el gat de l’Schrödinger és això: la possibilitat de ser i no ser alhora, i la consciència que la observació en modificarà l’estat. Un exemple que pot semblar frívol però que implica un gran canvi de mentalitat. Implica acceptar que, potser, les nostres ànsies de coneixement no ens apropen a la realitat, sinó que ens n’allunyen. Que, com a molt, el que fan és apropar-nos a una única realitat que pot ser atzarosa i que només existeix perquè nosaltres l’hem observat, no perquè existeixi en realitat.

Resulta curiosa la manera de mostrar a Einstein com a un pobre home desesperat que no vol acceptar que el món de la física està canviant. Precisament ell, a qui sempre s’ha mostrat com a un geni trencador, aquí se’ns mostra com a un vell rondinaire. Algú que apel·la constantment al sentit comú i que es pregunta: “¿Cómo podían Bohr, Heisenberg, Dirac y tantos hombres que no parecían tontos decir lo contrario?” (125-6) És a dir, com es pot anar en contra d’allò que veiem independentment de la quantitat d’experiments certers que pugui realitzar la quàntica? Per això Einstein, conjuntament amb Podolsky i Rosen poblicaren un article (conegut com a EPR) que plantejava una paradoxa de la quàntica. Que ens conduïa a una reducció a l’absurd amb la intenció de mostrar que la quàntica és errònia. Clar que, l’alegria els durà poc perquè, primer teòricament i després experimentalment, els rebateren la hipòtesis. Einstein estava forçat a acceptar que Déu jugava als daus o, com li respongué Hawking pòstumament: “Dios no solamente juega a los dados con el mundo, sino que a veces los arroja donde no podamos verlos” (128), referint-se als forats negres.

I arribats a aquest punt, apareix l’antimatèria, l’energia negativa, la no-existència de la determinació, el principi d’incertesa, la possibilitat de la simultaneïtat d’estats i acceptem les paraules de Hawking quan, davant de la pregunta de què és la realitat, ell afirma que no ho sap.

I aquest és el gran canvi en física: abans es buscava una manera d’entendre el món, de definir la realitat, de quantificar i ordenar allò que percebíem. Ara, els nostres càlculs, els nostres experiments, els nostres estudis, són tots correctes sempre i quan prescindim de la realitat.

Per això ens costa tant acceptar la quàntica.

Curiositat literària: “Murray Gell-Mann tomó el nombre de “quark” de Finnegans Wake, la última novela de Joyce, y, según dicen, más ininteligible que la física cuántica por su invención de palabras y con algunas similitudes con el mundo subatómico, pues los personajes aparecen, se mezclan y desaparecen como guiados por el principio de incertidumbre.” (161)

Mica en mica es va construint la nova piràmide física, es mostra com els múltiples elements (neutrons, protons, electrons, muons, neutrins, bosons…) s’agrupen segons les seves característiques i així esdevenen més ordenats, lògics i bells (“una ley física debe poseer belleza matemática” (159), va dir Paul Dirac). El que passa, però, és que en aquest moment d’eufòria, l’autor cau en la contradicció absoluta. En l’afirmació d’allò que negà des d’un principi: dir que una branca de la ciència ja està conclosa, que tot s’ha descobert i ja no resta res més per fer. Perdó? No era aquesta la crítica que vostè mateix feia a la física del s. XIX, senyor de Alba? Per què es pot aplicar aquest error a la química actual? (“Podemos decir que desde entonces [des del descobriment de l’electró] la química está concluida. Por supuesto, se inventarán nuevas moléculas, se añadirán elementos más pesados. Pero la investigación básica, fundamental, está hecha, y terminó con el descubrimiento del electrón como explicación de los elementos.” (167))

Què passa? Que ens ofèn que es doni per morta la nostra especialitat, però no dubtem en enterrar la del veí? Senyor González de Alba, aquí se li han vist les inclinacions científiques. I les preferències no haurien de cegar l’enteniment.

Prova a prova s’arriba a la conclusió que el buit no està buit: “el espacio vacío está lleno de un mar de pares de quarks virtuales que brotan por nanoinstantes en una vibración de perenne animación causada por el principio de incertidumbre.” (170) Amb tots els dubtes existencialistes que això planteja i que, alhora, soluciona: si no hi ha diferència entre existència i no existència, el nostre patir pel viure, per saber què és això d’existir, per fugir de la mort, del buit, d’allò desconegut, seria insensat. Tot seria exactament el mateix: viure, morir, ser, no ser… qui fos àtom!

El conflicte de la relativitat i la quàntica s’intenta solucionar: apareix la teoria de les cordes, una teoria que permet descriure les partícules elementals ja no com a punts (que havia sigut la causa de la majoria de discussions), sinó com a petites cordes vibrants: “sus diversos modos de vibración darían origen a las diferentes partículas, tal y como el vibrar de una cuerda de violín produce distintas notas.” (179) I afegeix Greene: “La estructura matemática de la teoría de las cuerdas era tan hermosa y tenía tantas propiedades maravillosas que debía estar apuntando hacia algo profundo.” (179)

I així sembla perquè, de fet, la física s’ha encaminat cap aquí, sobretot per dos grans motius: “1) parece resolver el conflicto entre la teoría de la relatividad y la física cuántica. 2) Provee una teoría verdaderamente unificada, pues toda la materia y todas las fuerzas son el resultado de un solo ingrediente básico e idéntico: cuerdas vibrantes. Es el modo de vibración, no la cuerda misma, lo que produce un electrón, un fotón, un quark up, un quark strange.” (182)

Treballant amb la teoria de les cordes, la nostra realitat, o la nostra manera d’intentar desxifrar i ordenar la realitat, continua variant i es postula la necessitat de considerar que en el món no hi ha només tres dimensions (alçada, amplada i fondària), ni tampoc 4 (si hi afegim el temps), sinó 10 o 11 dimensions. Clar que nosaltres no les podem veure, i ni tan sols concebre, però existeixen teòricament seguint els càlculs formulats. Bé, si funciona, haurem d’acceptar que “si non é vero, e ben trobatto”. El problema és que no es poden realitzar experiments perquè requereixen d’unes dimensions inassumibles per a l’ésser humà, però sí que han permès fer algunes postdiccions, és a dir, arribar a un punt que ja estava estudiat. Com en el cas de la gravetat: “de acuerdo con las matemáticas de la teoría, en el universo debe haber algo que tenga todas las características… de la gravitación.” (193) Ara bé, si nosaltres no parléssim de gravetat, si no l’haguéssim considerada mai, el resultat hauria estat igualment interessant o una simple hipotesis més?

De vegades, sembla que la il·lusió per fer que una cosa sigui certa ens pot induir a l’engany o a la inclinació inadvertida de la veritat.

Però deixem-los, pobres, que estan feliços jugant amb la seva nova joguina, o amb l’intent d’aprendre com funciona la joguina: “Dice Greene que era como haber desempacado un juguete maravilloso por Navidad, y descubrir que falta el manual de instrucciones. Los físicos están escribiendo ese manual.” (193)

“Entropía es el nombre que se da a la tendencia universal al mayor desorden, postulada en la segunda ley de la termodinámica.” (199) o, com ens mostra en l’exemple d’una casa: el fet que, quan hi viu algú, es preserva però quan és abandonada, mica en mica el seu ordre, el fet de tenir un pis sobre l’altre, unes totxanes ben col·locades, unes finestres amb vidres, una teulada alineada… tot es va ensorrant. Passa de l’ordre al desordre de manera natural. El que passa és que no cal caure en l’optimisme i recordar que “la entropía existe para criaturas moderadamente inteligentes, como la gente, pero no para los demonios o los perros; que el orden o el desorden están en el ojo del espectador.” (204) I, per això mateix, podríem afirmar que “es nuestra miopía la que no ve orden en los estados de gran entropía.” (204) És a dir, una vegada més, tot depèn de l’observador i de com sigui la cosa observada.

“Einstein dice: “las palabras o el lenguaje, ya sea escrito o hablado, no parecen desempeñar ningún papel en mi mecanismo de pensamiento”. Buscar las palabras adecuadas era un acto trabajoso que venía después y debía servir únicamente para comunicar aquel hallazgo.” (215) Tal i com va afirmar Kuhn: necessitem maneres d’expressar en paraules els nous descobriments i per això cal ser capaços de traduïr-ho al llenguatge antic.

Cada avenç científic, cada canvi de paradigma, implica també un canvi de món i de llenguatge. Per això massa sovint no ens entenem els uns als altres.

“El ordenamiento temporal que uno “parece” percibir es, afirmo, algo que imponemos a nuestras percepciones para poder darles sentido en relación con la progresión temporal uniforme hacia adelante de una realidad física externa.” (227) diu Penrose a La mente nueva del emperador i massa sovint hem experimentat la sensació que el temps no és real, que es contrau i es dilata depenent de les nostres percepcions, per a no sentir-nos temptats a acceptar la seva hipotesis.

Definició seca, directa, del procés de la nostra consciència: “la conciencia es un continuo que abarca a todos los seres vivos. Se agudiza en perros y gatos, más todavía en los primates, incluido por supuesto el ser humano. También a lo largo de nuestra vida, la conciencia es un continuo que comienza con expresiones casi vegetales: en el recién nacido es apenas una respuesta como la fotokinética por la que las plantas siguen la luz, luego aparece la percepción del espacio y la distancia, después la separación entre el mundo interno y el externo, hasta que la conciencia es plena alrededor de los ocho años, alcanza su culminación con la madurez y comienza su declive hacia la incoherencia de la senectud.” (229-30) Doncs efectivament: ni més ni menys. Construïm un castell de sorra amb tota la nostra il·lusió i els nostres esforços i, al final, una onada (o un altre nen) ens l’ensorra i tot s’acaba; tanta feina per res. Així com de res ens serveix apel·lar a divinitats que ens perllonguin l’existència més enllà de la vida perquè ja ho digué Xenòfanes: “los hombres suponen que nacen los dioses teniendo forma humana, voces y piel, y sin embargo, si los bueyes tuvieran manos, y las tuvieran los caballos y los leones para poder dibujar como los hombres, los caballos dibujarían a los dioses como caballos y los bueyes como bueyes.” (236). I això, que va ser dit el segle VI  a.C., encara molts no ho han volgut acceptar.
____________
Luís González de Alba, El burro de Sancho y el gato de Schrödinger - part 2 (Paidós)
començat_ 4/08/11  /  acabat_ 14/08/11

El burro de Sancho y el gato de Schrödinger, Luis González de Alba (part 1)

Tendim a cercar veritats. Veritats absolutes, perdurables i, a poder ser, universalitzables, és a dir, que no siguin només vertaderes per a mi, sinó que també ho siguin pels demés. Potser per això ens desesperem davant llibres, pel·lícules, quadres, música… que desafien el nostre judici, que qüestionen allò que creiem com a vertader. Potser per això decidim girar la mirada i fer veure que no ho hem vist i continuar amb les nostres falses veritats. Però si acceptem que res és cert, que tot és relatiu, temporal, mutable, que, com va dir Kuhn, els mites d’avui poden esdevenir la ciència de demà (i caldria afegir que també pot passar a la inversa), si estem disposats a seguir vivint sense veritats absolutes, podem començar a gaudir de molts plantejaments filosòfics i descobrir que la físisca quàntica pot ser fascinant.

Només de començar aquest llibre, se’ns mostra un exemple d’aquesta estima cap a la incertesa: “la catástrofe ultravioleta”. El fet que arràn de múltiples anàlisis s’arribà a la conclusió que “a mayor temperatura, menor longitud de onda en la luz emitida por un objeto caliente.”  (20) i per això un ferro roent canvia de calor en augmentar la seva temperatura: cada color té la seva intensitat d’ones i només cal traçar una escala cromàtica per saber si un objecte està a una temparatura o una altra. Fins aquí tot correcte. Basant-nos en l’empirisme, tots podem acceptar aquesta idea, tots hem vist la rojor d’un ferro roent. Perfecte. El que passà, però, és que s’observà que aquesta llei es mantenia estable i constant (el somni de tot científic!) fins que la freqüència arribava a l’ultravioleta, i que llavors actuava de forma inesperada i incoherent. És a dir, trencava les nostres rígides estructures mentals i ens plantejava actuacions imprevistes, desiguals, sense ordre ni constància. Naixia la física quàntica.

Einstein va dir: “no existen trayectorias independientes, sino tan sólo trayectorias relativas a un cuerpo especial de referencia.” (50) I amb aquesta frase posà les bases de la teoria de la relativitat, mostrant que no hi ha res de cert ni absolut sinó que tot depèn. I depèn de molts factors. Depèn del punt de vista, del referent pres, de l’escala utilitzada (no és el mateix una pilota de tenis per a una persona que per a una puça), del grau de coneixement (directe o indirecte)… tot depèn. Potser, fins i tot, aquesta afirmació.

Paradoxes: “A medida que una velocidad se aproxima a la de la luz el tiempo transcurre más lentamente.” (61) Aquesta és la gran descoberta d’Einstein. Aquest fet és el que genera totes les paradoxes inversemblants però que, teòricament, són correctes, com la dels dos bessons que envellirien a ritmes diferents “si uno permanece en tierra y el otro viaja a las estrellas; los objetos se acortan o achican en el sentido de su marcha; la masa aumenta paulatinamente al aproximarse a la velocidad de la luz; la simultaneidad no existe sino dentro de un mismo sistema de referencia, y dos relámpagos que parecen simultáneos a un observador en tierra no lo son para el viajero en un tren.” (57) I aquesta darrera paradoxa és cabdal perquè ens fa qüestionar la realitat d’allò que veiem, ens fa qüestionar la veracitat d’unes lleis físiques, mesurables, contrastables, basades en unes proves científiques estructurades i universalitzades (i, per tant, acceptades segons el paradigma Kuhnià) que ens diuen que si juguem a llençar una pilota enlaire en un avió en marxa, la mesura del seu temps de descens, així com l’espai recorregut i la seva velocitat seran diferents depenent del nostre punt inercial. És a dir, per a un passatger de l’avió, la pilota es mourà en línia recta a una velocitat X i amb un temps Y, però per a un observador exterior (si obviem les dificultats tècniques d’aquest fet), la pilota traçarà una diagonal o, si més no, una paràbola, perquè en moure’s l’avió, la pilota el seguirà i, per tant, la seva velocitat serà X + la velocitat de l’avió. I el que resulta curiós és que el temps serà el mateix. Per tant, una de dues, o bé la pilota va a una velocitat major que li permet transcórrer més espai en el mateix temps, o bé es produeix una contracció del temps. Del temps i prou? No es pot contraure també l’espai? I per aquí és per on anaren els estudis d’Einstein. Perquè aquests dubtes perceptibles a la vista, es multipliquen quan s’apliquen a la llum i al fet que, independentment del seu origen, de si és una llum en moviment (per exemple els fars d’un cotxe) o estàtica, la seva velocitat serà sempre la mateixa perquè la velocitat de la llum no és només la més gran coneguda, sinó que també sembla ser la màxima possible. La màxima, clar, per aquesta època i per aquests instruments de mesura. Probablement d’aquí uns anys en descobrirem una de superior. Però, de moment, això és amb el que comptem i amb aquestes dades hem de treballar. [Aquest idea comença a ser qüestionada, per fi!, gràcies a l’estudi dels neutrins que sembla que han viatjat més ràpidament que la llum plantejant la possibilitat que les bases establertes no siguin tan estables com els científics volien creure. Clar que no ho són! No ho eren abans, no ho van ser quan la terra es creia plana, tampoc quan no es coneixia la gravetat, perquè ara sí que hauríem d’haver assolit un coneixement absolut i irrefutable? Tant llestos i superiors ens creiem a les generacions futures que ens miraran amb condescendència?]

Així, davant del fet que la llum pot recórrer més espai sense augmentar la velocitat, Einstein conclogué que és producte de la contracció temporal. És curiós com ells mateixos (els científics en general, i en González de Alba en aquest cas concret, que no és científic però sí interessat i expert en el tema) es diuen i es desdiuen de les coses. Hem anat veient com la piràmide del coneixement físic del segle XIX, la que es creia que tot ja estava descobert i que poc quedava per investigar, es va ensorrar amb l’aparició dels quanta i amb la teoria de la relativitat. I, sobretot, hem vist que les teories, fins i tot aquelles més arrelades, són relatives, que la nostra percepció, els mitjans dels quals disposem per experimentar, les nostres observacions, són diferents i que, per tant, produeixen resultats diferents als d’altres èpoques. Com pot, arribats a aquest punt, afirmar l’autor amb tanta rotunditat que una velocitat superior a la de la llum “no exite ni puede existir en el universo” (66)? Però si poques pàgines enrera ens ha presentat als muons, unes partícules subatòmiques que poden haver estat creades a deu kilòmetres d’alçada dins l’atmosfera i que, malgrat tenir una vida de poc més de dos milionèssimes de segon, arriben a la Terra desafiant qualsevol llei de la velocitat (“aun a la velocidad de la luz, su vida es tan breve que en teoría no podrían avanzar más de 600 metros.” (63)). No podria ser que (i ara diré una blasfèmia científica) anessin més ràpid que la velocitat de la llum? Si un gat cau d’un balcó i en arribar al terra és atropellat pel camió de les escombraries, per molt que nosaltres el donem per mort, si el gat s’aixeca i marxa corrents, haurem d’acceptar que està viu, no? Si un muó, o l’element que sigui, ens mostra que es desplaça a una velocitat superior a la de la llum, ho haurem d’acceptar, no? Encara que això desbarati tota la nostra estructura mental, ho haurem d’acceptar.

Ells, però, justifiquen aquesta fita dels muons apel·lant a la contracció del temps. Apel·len a la idea que quan més a prop de la velocitat de la llum, més lent corre el temps i, per això, els muons poden arribar a la Terra. Està bé. Milers d’experiments deuen avalar aquesta hipòtesi, encara que ens pugui resultar estranya. Estem més inclinats a acceptar que el temps pot ser modulat a acceptar que la velocitat de la llum pot ser superada? Algú ha contemplat seriosament la possibilitat que els muons viatgessin a una velocitat superior a la de la llum? Teòricament és una hipòtesi tan vàlida com la de la contracció del temps en tant que dóna una explicació calculable, universalitzable i contrastable (només numèricament, clar) d’aquest fenòmen. Però clar, com que resulta que “no existe ni puede existir en el universo” (66) una velocitat superior a la de la llum, no cal ni perdre-hi el temps amb aquestes hipòtesis. Hom creuria que els errors del passat ens farien aprendre, però està clar que no: encara creiem que la nostra física és la millor i l’única correcta, quin desengany que s’enduran molts quan aquesta nova piràmide s’ensorri!

No! No, no i no! L’explicació que present, passat i futur existeix no és adequada! No es pot dir que si tenim dos observadors (A i B) situats en dos marcs inercials diferents, un fet futur que li passarà a A i que està sent observat ara per B (perquè està en un altre punt de referència, perquè el temps es dilata i es contrau, etc., etc., d’acord, s’accepta) implica que també existeix per a l’A. Ells apelen a la transitivitat: “lo que es real para alguien que es real para mí, debe, por transitividad, ser real para mí.” (68) El problema és com poden A i B ser reals alhora si havíem acordat que la simultaneïtat no existia? El fet que el B observa com a present, és present per a ell, mentre que per a l’A és futur, quan li succeeixi (i sigui passat pel B), llavors serà present per l’A. I prou. No implica que existeixi el futur. Ni el passat. Perquè si el B li ho comunica a l’A, ho farà en present, parlarà d’una cosa que veu o bé recordarà una cosa que ha vist, però que ja no veu. Potser experimentalment es compleixen lleis físiques que demostren que present, passat i futur existeixen alhora, però individualment, subjectivament, només vivim en el present: el passat és com un somni que pot no haver existit mai, que modifiquem de manera més o menys conscient, i el futur és una vana esperança que el principi de causalitat (tant criticat per Hume) es compleixi. És a dir, que si avui ha sortit el sol, demà també ha de sortir. Malgrat que no en tinguem cap certesa sobre aquest fet.

I apareix el principi d’incertesa de Heisenberg. Potser un dels principis que més m’han interessat en els darres anys. Potser una de les idees que, seguint la paradoxa de Bohr, ens produeix més vertígen: quan intentem medir la posició o la velocitat dels electrons, “no es que no sepamos la velocidad mientras no la midamos, afirmación fácil de aceptar por evidente, sino que un electrón no tiene velocidad ni posición ni órbita definida mientras no exista una observación.” (89) No es tracta, doncs, d’aquella noció innocent de dir que tot experiment modifica l’objecte analitzat, que el sol fet d’aplicar llum ja estem modificant el comportament d’allò estudiat. No. Aquí estem afirmant coses molt més importants: hi ha dades que senzillament no existeixen fins que no són observades. És l’exemple dels daus que tan poc va agradar a Einstein (“no puedo creer que Dios juegue a los dados con el mundo” (96)), que ens diu que en el moment de tirar uns daus, el seu resultat no és conegut per nosaltres (no és observat encara) i els daus no s’estan tampoc fixes i immòbils en el resultat possible, sinó que no tenen cap estat. No és fins que els llencem (que els observem), que ens mostren un resultat. Un resultat que, no ho oblidem mai, no és necessàriament l’únic. Si tornem a llençar els daus (si fem una nova observació), el resultat pot ser diferent. I no perquè ens equivoquem en la observació, sinó pel principi d’incertesa, és a dir, perquè les coses no són tan clares i estàtiques com havíem volgut creure.

(...)

_____________
Luis González de Alba, El burro de Sancho y el gato de Schrödinger - part 1 (Paidós)
començat_ 4/08/11  /  acabat_ 14/08/11