El siguiente es una traducción libre del artículo "What Does It Mean to ‘Interpret’ Quantum Mechanics?" del filósofo de la ciencia Massimo Pigliucci, publicado originalmente en la sección "The Philosopher’s Corner" de la revista Skeptical Inquirer, vol. 46, no. 4. Este es mi primer intento de una traducción, por lo que es posible que pueda encontrarse algún error (espero que menor), aunque intenté ser lo más fiel al sentido del original.
Dejando de lado que este tipo de razonamiento refleja en gran medida la ignorancia de cómo funciona la filosofía (¡sorpresa, es diferente de la ciencia!; ver Pigliucci 2017), resulta que hay al menos un área de la ciencia donde las cosas parecen caracterizarse por una total confusión y falta de consenso: interpretaciones de la mecánica cuántica. Y tenemos la evidencia empírica para demostrarlo.
Sujeevan Sivasundaram y Kristian Hvidtfelt Nielsen, de la Universidad de Aarhus en Dinamarca, llevaron a cabo un estudio de las actitudes de los físicos con respecto a cuestiones fundamentales de la mecánica cuántica (Sivasundaram y Nielsen 2016). Los resultados son reveladores. La encuesta se basa en 149 respuestas a un cuestionario que los autores enviaron a 1.234 físicos afiliados a ocho universidades.
Una pregunta obvia planteada por Sivasundaram y Nielsen fue si los físicos necesitan una interpretación de la mecánica cuántica en primer lugar. Después de todo, la mecánica cuántica es una teoría matemática y hace un trabajo increíblemente preciso al predecir los resultados de los experimentos. ¿Qué más se necesita? Si tu respuesta es "nada", entonces perteneces a la infame escuela de pensamiento "cállate y calcula". Está compuesto por físicos que piensan que es una pérdida de tiempo tratar de adjuntar interpretaciones físicas a las ecuaciones: las matemáticas son todo lo que hay, el resto es una pérdida de tiempo. Filosofía, si se quiere.
El hecho es que los resultados de Sivasundaram y Nielsen muestran que la escuela calla y calcula es una minoría, con solo el 23 por ciento. Por el contrario, el 65 por ciento de los físicos encuestados respondió que es importante llegar a una interpretación física porque nos ayuda a comprender cómo funciona la naturaleza. Esta diferencia de opinión refleja un contraste más fundamental entre dos actitudes acerca de la naturaleza de la ciencia misma. Por un lado, tenemos lo que los filósofos de la ciencia denominan “antirrealistas”, es decir, personas que piensan que la ciencia no se ocupa de llegar a verdades sobre el mundo, sino que solo puede producir modelos empíricamente adecuados. Las personas que se callan y calculan pertenecen a este grupo, se den cuenta o no. Los realistas, por el contrario, piensan que el objetivo de la ciencia es producir declaraciones verdaderas sobre cómo funciona realmente el mundo.
Naturalmente, Sivasundaram y Nielsen luego preguntaron a los físicos cuál es su interpretación favorita de la mecánica cuántica, considerando que hay un gran campo de opciones disponibles (Lewis 2022). Las respuestas fueron de todo tipo: el 36 por ciento respondió que no tiene una interpretación favorita; el 39 por ciento prefirió el de Copenhague; 6 por ciento los muchos mundos; otro 6 por ciento la información-teórica; el 3 por ciento optó por una interpretación estadística; 2 por ciento cada uno para De Broglie-Bohm y colapso objetivo; 1 por ciento cada uno para interpretación modal, bayesianismo cuántico e historias consistentes. El otro 7 por ciento cayó en "no estoy seguro" u "otro". No solo no hay consenso,
Sivasundaram y Nielsen también querían saber si la gente cambia de opinión sobre su interpretación favorita. Dejando de lado el 40 por ciento que afirmó no tener un favorito, el 38 por ciento respondió "nunca", el 11 por ciento "una vez" y el 12 por ciento "varias veces". La cuestión, al parecer, está lejos de estar resuelta. De hecho, uno podría preguntarse sobre qué base un físico cambiaría de opinión sobre esto o llegaría a una conclusión particular en primer lugar. Después de todo, las diversas interpretaciones son empíricamente equivalentes, lo que significa que todas hacen exactamente las mismas predicciones sobre los fenómenos observables. Deje que eso se hunda: no hay forma de diferenciar empíricamente diferentes interpretaciones de la mecánica cuántica . Uno podría incluso sospechar que esto no es realmente ciencia. Huele más a... ¡metafísica!
Pero quizás los físicos estén de acuerdo en cuestiones más específicas sobre la mecánica cuántica. Por ejemplo, a menudo escuchamos que la teoría dice que los eventos físicos son, en el nivel fundamental, aleatorios. ¿Pero lo son? Depende de a quién le preguntes. Mientras que el 67 por ciento de los encuestados estuvo de acuerdo con la afirmación de que la aleatoriedad es un concepto fundamental en la naturaleza, el 12 por ciento pensó que la aleatoriedad es solo aparente. El dieciocho por ciento dijo que la aleatoriedad no se puede eliminar de ninguna teoría física, mientras que el 4 por ciento pensó que el universo es, en el fondo, determinista, aunque todavía no hemos llegado al punto de probarlo.
Otra cosa que escuchas a menudo sobre la mecánica cuántica es que muestra que los objetos, tal como los entendemos y los percibimos, no tienen sus propiedades antes de la medición. La conceptualización más famosa de esta noción es el gato de Schrödinger, que está tanto vivo como muerto hasta que alguien abre y mira dentro de la infame caja en la que se encuentra el gato. El cuarenta y siete por ciento de los físicos encuestados estuvo de acuerdo con esta imagen, pero el 38 por ciento no lo hizo. (El otro 15 por ciento cayó en "no estoy seguro" u "otro".) Entonces, ¿cuál es? Los amantes de los gatos quieren saber.
A veces, en lugar de "medidas", los físicos hablan del "observador" que fija las propiedades de los objetos, lo que, sin darse cuenta, otorga aparente credibilidad a todo tipo de tonterías al estilo de Deepak Chopra sobre el papel de la conciencia en el cosmos. Pero resulta que la opinión profesional también está dividida aquí. El treinta y siete por ciento de los físicos que respondieron la encuesta dijeron que el observador es un sistema cuántico complejo, el 31 por ciento que juega un papel fundamental en el formalismo cuántico pero no tiene un papel físico destacado, el 22 por ciento que juega un papel físico destacado y el 10 por ciento que no juega ningún papel fundamental en absoluto.
Una de mis preguntas favoritas, porque nuevamente golpea el núcleo de lo que los físicos piensan sobre la naturaleza de la ciencia, fue "si dos teorías físicas dan las mismas predicciones, ¿qué propiedades harían que apoyaran una sobre la otra?" Un enorme 87 por ciento eligió la simplicidad, es decir, la famosa navaja de Occam. Pero la física teórica Sabine Hossenfelder ha escrito un libro completo para explicar a sus colegas que la simplicidad, la belleza y otros criterios no empíricos simplemente no son guías confiables para llegar a la verdad (Hossenfelder 2020). Muchas teorías simples y/o hermosas han sido favorecidas en el pasado y ahora se están acumulando en el basurero de la historia de la ciencia.
Y aquí hay otra idea fascinante de la encuesta realizada por Sivasundaram y Nielsen: aparentemente, un buen número de físicos no saben de qué están hablando cuando se trata de mecánica cuántica, lo que solo refuerza la famosa ocurrencia de su colega Richard Feynman de que si crees que entiendes la mecánica cuántica, probablemente no la entiendes. Cuando se les preguntó qué caracteriza a la interpretación de Copenhague, que es la más antigua y famosa de todas, las respuestas fueron de todo tipo, ¡incluso lugares que eran mutuamente excluyentes! Y, de hecho, se obtuvieron resultados similares cuando Sivasundaram y Nielsen hicieron la misma pregunta sobre la interpretación de muchos mundos.
No pretendo burlarme (demasiado) de mis colegas físicos. Pero sí quiero hacer un par de observaciones serias. En primer lugar, existe un importante desacuerdo sobre la naturaleza de la ciencia entre los científicos profesionales. En segundo lugar, los físicos están en desacuerdo entre sí sobre varias cuestiones fundamentales de su campo. Reflexionar sobre estas dos observaciones debería invitarnos a practicar un poco de humildad siempre que tengamos la tentación de hablar con confianza sobre el método científico, la naturaleza de la ciencia y la visión científica del mundo.
Como sostienen desde hace tiempo los filósofos de la ciencia, no existe un único método científico; la naturaleza de la ciencia es compleja y difícil de precisar. En consecuencia, la visión científica del mundo cambia constantemente. Sin embargo, esta complejidad e inestabilidad no son defectos, sino características. Comprender el mundo a partir de pruebas empíricas -que es lo que hace la ciencia- es una tarea ardua y llena de peligros. Podría decirse que es un milagro (en el sentido secular del término) que sepamos tanto sobre lo que ocurre en las escalas cosmológica y fundamental de la realidad, teniendo en cuenta lo lejos que están de nuestras experiencias cotidianas.
Einstein dijo que toda la ciencia no es más que un refinamiento del pensamiento cotidiano. Si eso es cierto, se trata de un gran refinamiento. La situación actual de la mecánica cuántica me parece indicar que Einstein, por una vez, no acertó.
REFERENCIAS
Hossenfelder, S. 2020. Lost in Math. New York, NY: Basic Books.
Lewis, P.J. 2022. Interpretations of quantum mechanics. Internet Encyclopedia of Philosophy. Online at https://iep.utm.edu/int-qm/.
Pigliucci, M. 2017. On progress in philosophy: Philosophy as the evocation of conceptual landscapes. In R. Blackford and D. Broderick (eds.), Philosophy’s Future: The Problem of Philosophical Progress. Hoboken, NJ: Wiley & Sons. Online at https://bit.ly/3KqoyNC.
Sivasundaram, S., and K.H. Nielsen. 2016. Surveying the attitudes of physicists concerning foundational issues of quantum mechanics. arXiv 1612.00676. Online at https://arxiv.org/abs/1612.00676.
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