Resumen del capítulo:

Alice cruza la calle rumbo a la cafetería sin mucha precaución, es de noche y todavía está desconcertada por la conferencia a la que minutos antes asistió, sigue confundida, la información que el expositor brindo a la audiencia fue abundante como para asimilar en tan poco tiempo, pero muy interesante. Se acerca a la caja para pedir su latte descafeinado como acostumbra y en la fila se encuentra con Bob, quien al ver su estado le pregunta si se encuentra bien.

• Estoy bien, gracias. Es que acabo de salir del teatro y me cuesta trabajo asimilar lo que expuso el conferencista…
• Si, la primera vez a todos nos pasa. Hola, soy Bob amigo de Charly el expositor. La primera vez que lo escuché hablar sobre física cuántica también me dejo perplejo.

Alice es estudiante del último semestre de psicología y Bob es licenciado en filosofía, ambos asistieron a la conferencia de Charly quien es físico teórico.

Charly llega a la cafetería para reunirse con Bob como previamente lo habían acordado, son amigos desde la infancia y aunque dejaron de verse por un tiempo, volvieron a coincidir en la universidad donde ambos estudiaron sus carreras.

Bob le presenta a Alice, quien sin perder tiempo le pregunta a Charly ¿qué tan pequeñas son las partículas fundamentales? a lo que él le respondió; la mayoría de la gente tiene una idea del tamaño del universo, para entender el tamaño de lo más fundamental, es mejor medirlo hacia el lado opuesto y tomar como referencia nuestro cuerpo para comprender las distancias que nos separan de ambos polos sin perder de vista que son cosas distintas. Los científicos las miden en escalas de órdenes de magnitud, en múltiplos de diez, de esta manera lo que mide 100 esta distanciado un orden de magnitud de lo que mide 10, porque 10×10=100, algo así como ver la foto de un amigo frente a la torre Eiffel, en este caso la precisión no es importante pero la proporción sí, nuestro cerebro no necesita detalles para lo que en este caso requieres saber. El tamaño de una partícula fundamental como el electrón está a 16 órdenes de magnitud con respecto al ser humano, es casi la misma “distancia” que nos separa de Próxima Centauri, la estrella más cercana al planeta después del sol y que se ubica a 4.5 años luz, lo que significa que la luz de esa estrella tarda en llegar a la retina de tus ojos cuatro años y medio viajando a toda velocidad, es decir, a 300,000 kilómetros por segundo.

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Días después, Charly llega a casa de Alice con un retraso debido al tráfico. Bob llegará más tarde cuando salga de impartir clases en la universidad donde estudio su carrera.

Alice aprovecha el tiempo a solas con Charly para preguntar ¿cómo fue que se hicieron esos descubrimientos?, también aprovecha para confesarle la dificultad que tiene para entender las fórmulas con las que los científicos trabajan.

Charly le comenta que a finales del siglo XIX, los experimentos sobre la radiación o luz emitida por un metal calentado en un horno y el efecto fotoeléctrico, que sucede cuando la luz incide sobre una placa de metal y es capaz de arrancar electrones de sus átomos provocando una corriente eléctrica, llevaron a los científicos a pensar que la energía no fluye de manera continua, que la energía se emite y se absorbe en paquetes de energía llamados cuantos, porque esos fenómenos no es posible explicarlos desde la física clásica newtoniana y continua, respecto al temor que tienes de no comprender las ecuaciones, la mayoría de las veces las fórmulas matemáticas son más sencillas de interpretar de lo que parecen, porque describen un fenómeno conocido o experimentado por nosotros, como es el caso de la radiación en forma de luz o calor, tenemos la experiencia de que a medida que nos alejamos de una fuente de energía, está nos ilumina o calienta menos y esta experiencia física que sentimos, se puede expresar en una ecuación que involucre la intensidad y la distancia como variables.

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Para la siguiente ocasión, los tres se reunieron en la casa de Charly y desde que cruzaron la puerta, notaron el desorden al que estaba acostumbrado, pensaron que así eran todos los genios. Bob pregunto si la mecánica cuántica era una teoría terminada a lo que Charly respondió que no, sin embargo, es el método científico que explora la naturaleza de lo más fundamental con una precisión de hasta 13 cifras decimales, como en ningún otro campo de las ciencias. El gran problema, continúo diciendo, es que es una teoría matemática y por eso difícil de entender para la mayoría de las personas. Alice lo interrumpe para comentar que el entendimiento humano lo estudian en la psicología cognitiva y que la cultura impone sesgos que afectan la descripción de la realidad. Bob interviene para decirles que en la filosofía tratan de interpretar a la física por medio de la metafísica, un horizonte que ha sido útil para describir la realidad ultima del mundo y continua, recuerdo un debate muy interesante entre realistas y antirrealistas en el que aseguran que es una trampa tener una intuición desarrollada a priori al momento de aprender un nuevo conocimiento, porque lo que experimentamos con nuestra mente y cuerpo es una alucinación controlada por el realismo ingenuo generado con información sensorial, de allí la importancia de hacer una revisión de lo que significa entender. Alice les propone que, aprovechando que vienen de disciplinas distintas, cada uno revise los conceptos cuánticos desde su punto de vista, a lo que Charly y Bob acceden con interés.

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Charly le cuenta a Alice y Bob cómo fueron los inicios de la física cuántica, eran conceptos nuevos que contradecían todo lo conocido hasta ese momento y que los físicos no se ponían de acuerdo en todo lo que significaban esos descubrimientos, que también les sorprendía que la física moderna haya dejado de ser determinista e intuitiva. Lo mismo se cuestionaba Einstein, parecía como si dios jugara a los dados, porque el gran descubrimiento de la física del siglo XX fue la naturaleza probabilística de los fenómenos a escalas atómicas y subatómicas descrita en la mecánica cuántica. La probabilidad juega un papel fundamental en su interpretación y predicción, porque los fenómenos cuánticos como el estado de un sistema, no está determinado desde antes de manera precisa como en la física clásica, sino que se describe mediante conceptos abstractos y poco intuitivos como la función de onda que contiene la información sobre la probabilidad de encontrar una partícula en diferentes posiciones o estados de energía, es decir, no sabemos ni cómo ni donde se encuentra antes de la medición.

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Ante la confusión que tienen Alice y Bob para comprender los nuevos conceptos, Charly promete explicar lo fundamental de la mecánica cuántica en un solo párrafo y dice a continuación: La energía en el universo siempre es múltiplo de un fotón o partícula de luz, por eso se dice que esta cuantizada. Cada fotón es un cuanto de energía y cuando un átomo absorbe o emite un fotón, como sucede en el efecto fotoeléctrico, sus electrones pueden subir o bajar de una órbita a otra en el átomo cuando absorben o emiten la energía del fotón, a esto se le denomina salto cuántico. Conocer y comprender este principio fundamental es clave para entender la mecánica cuántica, porque, aunque a nuestra escala no lo parezca, la luz interactúa con la materia.

Para situarlos en el contexto del ambiente que se vivía hace un siglo, Charly les cuenta como fue el famoso debate entre Einstein y Bohr de aquellos años, ambos fueron pioneros en el descubrimiento de la física cuántica, sin embargo, al padre de la teoría de la relatividad no le convencía del todo la incertidumbre de la mecánica cuántica y Bohr, por el contrario, la aceptaba tal y como se manifestaba, indeterminada y contraintuitiva.

Resumen del capítulo:

Alice, Bob y Charly se congratulan de haber realizado una revisión de la física cuántica desde diferentes perspectivas, se dan cuenta que es posible entenderla si se mantienen atentos a lo que cada concepto nuevo significa, a lo que pueden aprender desde otros puntos de vista para mantener una interacción mayor con ella y generar una respuesta común ante los desafíos que implica, porque existen muchos procesos que aún no se pueden comprender y hay muchas piezas sueltas en un rompecabezas multidimensional que parece infinito y difícil armar, sin embargo, ahora saben que la física cuántica comienza a ser parte de ellos y con el interés de estar atentos a los nuevos descubrimientos en otras disciplinas como la biología y la psicología.

Resumen del capítulo:

Alice interviene para decir que por lo general las personas creen entender algo, pero en la mayoría de los casos lo que capta la estructura cognitiva es erróneo, ya sea por haber sido engañado por los sentidos o por el realismo ingenuo de la cultura en que estamos inmersos, porque estamos acostumbrados a que la experiencia cotidiana nos dice como debe ser el mundo. La forma intuitiva de pensar de la humanidad está en la cultura que creamos al mismo tiempo que nos crea, de una forma recursiva desde hace más de 2500 años. San Agustín de Hipona decía “Si nadie me pregunta qué es el tiempo lo sé, pero si me lo preguntan y quiero explicarlo, ya no lo sé”. Tardamos varios siglos en pasar de la doxa (opinión) a la episteme (conocimiento) y aún ahora la historia se repite porque no tenemos la renovada intuición ni intención para entender el mundo microscópico, a pesar de saber que nuestros sentidos son limitados para aprehender la realidad que nos rodea, ahora entiendo porque ha sido necesario crear sofisticados instrumentos y un lenguaje nuevo, incluyente y universal como las matemáticas, para tener acceso a la realidad.

Aspiramos a conocer los secretos del universo observando hacia afuera los objetos tan distantes como las estrellas, nebulosas y galaxias, y hacia adentro para conocer de qué estamos hechos, y en el medio, entre lo más lejano y lo más pequeño, se encuentra el ser humano a 27 órdenes de magnitud del universo observable y a 23 de las partículas fundamentales.

Resumen del capítulo:

Alice y Bob coinciden en que la mayoría de las personas creen que el libre albedrio es una capacidad que tienen para tomar decisiones, sin embargo, algo que las confunde es que están “entrenadas” para dar razones que suenan bien y que parecen socialmente aceptadas, aunque no sean ciertas. El libre albedrio es similar a otras capacidades como hablar, jugar o trabajar, no es algo innato, más bien es algo que requiere de un proceso de aprendizaje y socialización, son decisiones que tomamos y experimentamos como situaciones abiertas e indeterminadas, como algo que está más allá de los compromisos sociales y las presiones del entorno, y que dependen exclusivamente de cada persona, como algo que pueden controlar. Creen que en una elección cualquiera, pueden escoger la opción más interesante, conveniente y seductora, pero en realidad no tienen ninguna capacidad de decisión sobre cuan interesantes, convenientes o seductoras son las opciones, es decir, eligen sobre los motivos, deseos y creencias que les impone la cultura. ¿En verdad podemos decir que somos libres? ¿Tenemos la capacidad de elegir entre opciones contraintuitivas o simplemente desconocidas?

Resumen del capítulo:

Tiempo después, Bob asiste a una conferencia de neurociencia en la que el expositor plantea lo siguiente; si desaparecieran todos los cerebros del mundo también desaparecerían los colores de los paisajes, solo quedarían las ondas electromagnéticas porque el mundo sin ojos que lo miren no tiene color, también desaparecería la más sublime de todas las percepciones; el sabor, que es todos los sentidos en uno y que no tiene sentido en un mundo solo material. Cuando Bob se lo plantea al grupo, Alice lo cuestiono diciendo; si, pero una cosa son las experiencias sensoriales y otra muy diferente saber qué es lo que sientes, a lo que Charly agrego; la inteligencia está en las sinapsis, cuando pasa o no pasa la decisión o información entre las interconexiones de las neuronas en las rutas neuronales, es decir, sus estados. El cerebro solo es diferente por una herramienta aprendida ya que genéticamente todos tenemos circuitos con capacidad para desarrollar habilidades: Las personas que saben leer y escribir procesan la información por rutas distintas en el cerebro que las personas que no saben leer y escribir, y más allá de esto ¿cómo se crea nuestra capacidad para experimentar la sensación subjetiva de la conciencia?

Resumen del capítulo:

Charly les recuerda a Alice y Bob, que en la mecánica cuántica la materia y la energía se comportan de forma no intuitiva y requiere de conceptos nuevos como el entrelazamiento cuántico, el principio de complementariedad e incertidumbre, la superposición cuántica, los estados cuánticos y la función de onda, para los que no hay referentes en la física clásica ni en la vida diaria donde sólo el entorno inmediato puede influir en un objeto o fenómeno natural, de manera que dos objetos muy alejados uno de otro, no pueden influirse mutuamente de forma instantánea porque violarían el principio relativista de que nada puede viajar más rápido que la luz, además, estamos acostumbrados a que siempre se tienen valores objetivamente existentes antes de realizar cualquier tipo de observación o medición. Estos cambios provocaron una REVOLUCION CUANTICA porque el paradigma existente de la física clásica fue reemplazado por el de la física cuántica, alterando de manera fundamental la forma en que se comprende y se practica la ciencia, transformando nuestra comprensión de la realidad.

Resumen del capítulo:

En la siguiente reunión, Charly sorprende a Alice y Bob al confirmarles que, a pesar de tener 118 elementos en la tabla periódica de los elementos o átomos, hoy día sabemos que 17 partículas fundamentales reconocidas como la Teoría del modelo estándar forman todos los elementos de la tabla periódica, pero también sabemos que específicamente, solo tres de ellas (los electrones, los quarks up y down), son los componentes de casi toda la materia conocida en el universo incluidas nuestras neuronas a lo que Alice agrega; desafortunadamente estamos acostumbrados a percibir el mundo como material, quizá por eso nos aferramos tanto a las cosas, Bob reflexiona en lo que acaba de escuchar y complementa diciendo; es la condición de vivir en el mundo lo que nos aleja de una realidad fundamental, que todo lo que percibimos cómo material en realidad está vacío y lleno de energía, un mundo oculto y paradójico que aun ahora muchos se resisten a creer y continúa: Para lograr ver más allá de lo evidente, es necesario hacer a un lado el pensamiento antrópico que nos hace creer que el universo es así para consentir nuestra existencia…

Resumen del capítulo:

Para Charly no hay duda, las investigaciones científicas recientes sugieren que no y para sustentar lo dicho, les muestra a Alice y a Bob las publicaciones más recientes que avalan esta afirmación: Un equipo de científicos del Trinity College Dublín, dirigido por Christian Matias Kerskens, otra investigación de Christopher Rourk, del Instituto de Tecnología e Ingeniería de Materiales de Ningbo, en China, una más del físico teórico de UC Santa Barbara, Matthew Fisher y más recientemente, Jack Tuszynski, de la Universidad de Alberta en Canadá, descubrieron en una serie de investigaciones independientes que los procesos del cerebro pueden estar relacionados con fenómenos cuánticos, cuyas conclusiones indican que: Si los protones del agua que nutre al cerebro están en entrelazamiento cuántico cuando se forjan los procesos cognitivos como los que generan la consciencia o la memoria, y que el cerebro tiene elementos y componentes biológicos como el fósforo, y mecanismos clave como en las estructuras de ferritina de laboratorio que son similares a las que se encuentran en neuronas críticas, entonces, los procesos cuánticos forman parte de la actividad neuronal o al menos determinadas facultades cognitivas humanas como la consciencia o la memoria, tienen un sustrato cuántico en los procesos del pensamiento.

Resumen del capítulo:

Bob le pregunta a Charly que si en todo lo que sabe ha encontrado alguna conexión espiritual con las tradiciones milenarias a lo que él contesta que sí y agrega; según la teoría de la totalidad de David Bohm y su criterio de pensar las cosas sin que medie fragmentación alguna, se desprende que entre el pensamiento y la cosa pensada, entre el observador y lo observado o la materia inanimada y viva, la conciencia y el tiempo, existen en un terreno común al ser proyecciones de una totalidad indivisible, la materia y la energía están unidas, todas las cosas se tocan, todo está conectado con todo y todo es instantáneo, y agrega; coincidiendo con lo fundamental de esta tesis, el neurofisiólogo y psicólogo Karl Pribram, elaboró una concepción del cerebro como un holograma en que materia, conciencia y tiempo también existen en un terreno común y haciendo uso sus conocimientos neurológicos, pudo aplicar la noción de orden implicado de Bohm que describe el universo como un todo indivisible, con una localización material de los procesos de la conciencia en el cerebro y de ese modo, justifica la comunidad de materia-conciencia que ha tenido un impacto significativo en nuestra comprensión de la realidad.

Resumen del capítulo:

Toca el turno de Alice para pregunta a Charly si existe alguna teoría cuántica en que la función de onda sea objetivamente real y no implique su colapso, a lo que Charly responde que sí y agrega; una de tantas es la interpretación de Hugh Everett, que retomó en los década de los 70’s el físico Brice De Witt, quien la popularizó como la interpretación de los muchos mundos y que es muy fácil de entender porque la idea principal es que, cada vez que realizamos una observación o medida, el universo se bifurca en varias copias idénticas salvo por el resultado de la medición con la aparición de universos nuevos, en donde la apariencia subjetiva del colapso de la función de onda se explica a través del mecanismo de la decoherencia cuántica, es decir, no es necesario colapsar la función de onda como en el ejemplo del gato de Schrödinger, que está vivo y muerto a la vez hasta que abrimos la caja, en este escenario la función de onda se divide en dos, en uno el gato está vivo y en el otro está muerto, y ambos universos siguen su evolución de forma independiente sin interaccionar entre sí nunca más. Es indetectable porque el gato que vive no se dio cuenta que en otro mundo también murió y así con todos los objetos y sujetos enfrentados a la decoherencia cuántica…

Resumen del capítulo:

Para Alice y Bob ha sido necesaria y muy interesante esta revisión interdisciplinaria entre el ser humano y la física cuántica, sin embargo, se preguntan ¿porque el universo es así y si podría ser de otra manera? Charly les contesta que lo más probable es que podría ser peor y los invita a explorar cómo sería nuestro universo en una parte muy lejana o también como podrían ser otros universos, partiendo de los parámetros conocidos en este, por lo que les propone a ambos un análisis desde solo tres de ellos, el bosón de Higgs, la constante cosmológica introducida por Einstein y las dimensiones extras de la teoría de cuerdas, para saber si al menos mantendrían las mínimas condiciones para albergar vida o de plano estarían vacíos y libres de materia.

Resumen del capítulo:

Alice, Bob y Charly se congratulan de haber realizado una revisión de la física cuántica desde diferentes perspectivas, se dan cuenta que es posible entenderla si se mantienen atentos a lo que cada concepto nuevo significa, a lo que pueden aprender desde otros puntos de vista para mantener una interacción mayor con ella y generar una respuesta común ante los desafíos que implica, porque existen muchos procesos que aún no se pueden comprender y hay muchas piezas sueltas en un rompecabezas multidimensional que parece infinito y difícil armar, sin embargo, ahora saben que la física cuántica comienza a ser parte de ellos y con el interés de estar atentos a los nuevos descubrimientos en otras disciplinas como la biología y la psicología.