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.

Resumen del capítulo:

Alice es estudiante del último cuatrimestre de psicología y conoció a Bob hace unos meses a través de una aplicación. Bob estudió filosofía y trabaja como docente en la misma universidad mientras termina de graduarse. Desde su primera cita encontraron un interés común en el cine y las series de ciencia ficción. Al platicar acerca de estas películas se preguntaban si había algo de realidad en ellas, ya que, comparadas con la vida cotidiana, parecían pura ficción. Decidieron investigar estos temas científicos en su tiempo libre y comenzaron leyendo sobre la teoría de la relatividad para entender lo que había detrás de guiones como en la pelicula de “Interestelar”. Aunque lograron avanzar, se toparon con un nuevo concepto del cual tenían pocas referencias; la física cuántica. Para ellos, comprender la teoría de la relatividad de Einstein no fue sencillo debido a sus limitados conocimientos en física. La mecánica cuántica por su parte, les parecía aún más difícil de creer porque es contraria a sus intuiciones y conceptos y describe fenómenos que no siguen la lógica cotidiana. Determinados a entender, decidieron leer las teorías cuánticas tal como los científicos las explican, abordándolas sin agobiarse y revisando sus fundamentos para entender esta nueva realidad y que los limita para entenderla. Así, Alice y Bob se embarcaron en una aventura intelectual, encontrando que la realidad puede ser más extraña y cautivadora de lo que jamás imaginaron, dándose cuenta de que una cosa es la realidad y otra nuestras ideas acerca de ella.

Resumen del capítulo:

Reunidos en la casa de Alice para celebrar el aniversario de sus padres, Bob plantea algunas ideas sobre la física moderna desde la perspectiva de la filosofía experimental. Comienza por decir que la mente y nuestros sentidos están condicionados de tal manera que creemos percibir la realidad tal y como es, y que a esta creencia se le conoce como realismo ingenuo, la idea de que lo que vemos es lo que realmente existe, señala que es problemático pensar que entendemos la realidad de manera absoluta y que esta afirmación al parecer se vuelve especialmente complicada en la física cuántica, porque conceptos como la superposicion, el estado del sistema o el entrelazamiento cuántico, son tan abstractos que resultan imposibles de comprender dentro del paradigma en que vivimos y cuestiona: ¿Podemos afirmar que existe algo que no podemos ver y para lo cual no tenemos ninguna experiencia o referencia en nuestra memoria, y que además resulta contraintuitivo? Alice reflexiona sobre esto y  le comenta;  al parecer la realidad no es solo lo que podemos ver, oír y sentir, también incluye conceptos abstractos que no son intuitivos y que permiten calcular, descubrir y comprobar muchas cosas más. Ambos concluyeron que existe una distinción fundamental entre la realidad misma y nuestras ideas sobre ella, que nuestras percepciones pueden acercarnos a la realidad, pero nunca la reconocerán por completo.

Resumen del capítulo:

Alice comenta con Bob que es comun que las personas creen entender algo, pero en muchos de los casos su comprensión es errónea, esto puede deberse a que los sentidos los engañan o al realismo ingenuo de la cultura en la que están inmersas. Estamos acostumbrados a que la experiencia cotidiana nos muestra cómo es el mundo, la forma intuitiva de pensar de la humanidad se refleja en la cultura que hemos creado y que a su vez nos crea de manera recursiva desde hace más de 2400 años. Hemos tardado muchos siglos en pasar de la mera opinión (doxa) al conocimiento (episteme) y aún ahora la historia se repite, porque no tenemos la intuición ni la intención renovada para querer entender el mundo cuantico, a pesar de saber que nuestros sentidos son limitados para aprehender la realidad que nos rodea. Ahora entiendo por qué ha sido necesario crear sofisticados instrumentos y un lenguaje nuevo, incluyente y universal como el de las matematicas, para tener acceso a la realidad. Aspiramos a conocer los secretos del universo observando los objetos lejanos, como estrellas y galaxias, asi como los componentes más pequeños de nuestra existencia, y en el medio, entre lo más lejano y lo más pequeño, se encuentra el ser humano. Alice y Bob concluyen que el verdadero entendimiento requiere reconocer nuestras limitaciones y querer superarlas, para mejorar nuestros conocimientos.

Resumen del capítulo:

Alice y Bob coinciden en que la mayoría de las personas creen que el libre albedrío es una capacidad que poseen para tomar decisiones, sin embargo, algo que confunde a muchos es que estamos entrenados para dar razones que suenan bien y parecen socialmente aceptadas, aunque no sean verdaderas. El libre albedrío es similar a otras capacidades como hablar, jugar o trabajar, no es algo innato, sino que requiere un proceso de aprendizaje y socialización. Las decisiones que tomamos se experimentan como situaciones abiertas e indeterminadas, algo que parece estar más allá de los compromisos sociales y las presiones del entorno, y que dependen exclusivamente de nosotros, como si se pudieran controlar. Creemos que en una elección cualquiera, podemos escoger la opción más interesante, conveniente y seductora, pero en realidad, no tenemos ningun control sobre cuán interesantes, convenientes o seductoras son esas opciones, es decir, elegimos en función de los motivos, deseos y creencias que la cultura nos impone. Entonces, ¿podemos realmente decir que somos libres? ¿Tenemos la capacidad de elegir entre opciones contraintuitivas o simplemente desconocidas?

Resumen del capítulo:

Dos semanas 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. Bob envía este planteamiento a Alice y ella le contesta asombrada; ¡wow! Y si a esto le agregas que, una cosa son las experiencias sensoriales y otra muy diferente saber qué es lo que sientes. ¿Existirá en el universo un ente biologico o no, que pueda darse cuenta de esto? a lo que Bob responde; como saberlo, yo creo que la inteligencia y la conciencia de los seres vivos está en las sinapsis, cuando pasa o no pasa la información o una decisión entre las interconexiones de las neuronas por las rutas neuronales. El expositor menciono que genéticamente todos tenemos circuitos con capacidad para desarrollar habilidades y que solo podemos ser diferentes por una herramienta aprendida,  las personas que saben leer y escribir procesan la información por rutas neuronales distintas que las personas que no saben leer y escribir, pero ¿Cómo se crea nuestra capacidad para experimentar la sensación subjetiva de la conciencia?

Resumen del capítulo:

Al salir del cine y después de ver la película Oppenheimer, Alice le pregunta a Bob: ¿Qué tan pequeñas serán las partículas fundamentales? A lo que el responde; no lo sé, pero ayer agregaron a mi amigo Charly al grupo de preparatoria, no lo veo desde entonces, pero dijo que está trabajando en el CERN como físico teórico, voy a preguntarle. Ambos siguieron caminando hacia el restaurante donde tenían una reservación.

Mientras leían el menú, Bob recibió un mensaje de Charly: La mayoría de la gente tiene una idea del tamaño del universo visible, para dimensionar el tamaño de las partículas fundamentales, es como medir hacia el lado opuesto pero con decimales y seguir tomando como referencia nuestro cuerpo. Los científicos miden estas distancias en órdenes de magnitud, el tamaño de una partícula fundamental como el electrón, está a 16 órdenes de magnitud con respecto al ser humano, esto es casi la misma distancia que nos separa de Próxima Centauri, la estrella más cercana al planeta después del sol, que se encuentra a 4.5 años luz de la tierra, es decir, su luz tarda en llegar a la tierra cuatro años y medio viajando a 300,000 kilómetros por segundo y agrega, voy a dar una conferencia sobre física cuántica la próxima semana en el teatro de la ciudad, invita a tu pareja.

Resumen del capítulo:

Al día siguiente, Alice y Bob reciben otro mensaje que Charly les envió, trata sobre los inicios de la física cuántica hace más de un siglo y de las novedosas teorias que contradecían todo lo conocido hasta ese momento, de como los físicos no se ponian de acuerdo sobre lo que significaban esos descubrimientos.

A algunos no les gustaba la idea de que la física moderna hubiera dejado de ser determinista e intuitiva, incluso Einstein la cuestionaba, decia que parecía como si “Dios jugara a los dados”. El gran descubrimiento de la física del s. 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, ya que los fenómenos cuánticos, como el estado de un sistema, no están determinados de manera precisa desde antes de observarlos como sucede en la física clásica, solo se pueden describir mediante conceptos abstractos y poco intuitivos como la función de onda, que contiene información sobre la probabilidad de encontrar una partícula en diferentes posiciones, velocidades o estados de energía, es decir, no sabemos ni cómo ni dónde se encuentra antes de la medición.

Charly propone que vayan al casino a probar suerte en la mesa de dados o al menos hagan sus apuestas lanzando una moneda.

Resumen del capítulo:

Ante la confusión de Alice y Bob para comprender los nuevos conceptos un día antes de la conferencia de Charly, este promete explicar lo fundamental de la mecánica cuántica en un solo párrafo y escribe lo siguiente: “La energía en el universo siempre es múltiplo de un fotón o partícula de luz, por eso se dice que está cuantizada, cada fotón es un cuanto de energía y cuando un átomo absorbe o emite un fotón, sus electrones pueden subir o bajar de un orbital a otro, a esto se le llamo el “salto cuántico”. Conocer y comprender este principio fundamental es clave para entender la mecánica cuántica, porque, aunque a nuestra escala humana no lo parezca, la luz interactúa con la materia.

Para situarlos en el contexto del ambiente que se vivía hace un siglo, Charly les llama para contarles sobre el famoso debate entre Einstein y Bohr. 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. Bohr por el contrario, la aceptaba tal y como se manifiesta; indeterminada y contraintuitiva.

Resumen del capítulo:

A la mañana siguiente, Alice se levanta temprano para investigar cómo se fueron dando esos descubrimientos, tambien aprovecha para escribirle a Charly y comentarle algunas dudas, principalmente sobre la dificultad que tiene para entender las fórmulas con que los cientificos trabajan. Charly, que vuela de regreso a casa, tiene tiempo para responderle:

A finales del s. XIX, los experimentos sobre la radiación emitida por un metal calentado en un horno y el efecto fotoeléctrico, que ocurre cuando la luz incide sobre una placa de metal y arranca electrones de sus átomos provocando una corriente eléctrica, llevaron a los científicos a pensar que la energía no fluye de manera continua. Como les habia comentado, la energía se emite y se absorbe en paquetes de energia llamados cuantos, estos fenómenos no pudieron explicarse desde la física clásica, lo que provoco el descubrimiento de nuevas propiedades de la materia y agrega; la mayoría de las veces, las fórmulas matemáticas son más sencillas de interpretar de lo que parecen, describen un fenómeno conocido o experimentado por todos, por ejemplo la radiación en forma de luz o calor, seguramente has notado que a medida que te alejas de una fuente de energía, ésta te ilumina o calienta menos, esta experiencia física se puede expresar en una ecuación que involucre la intensidad de la fuente y la distancia a la que te encuentras de ella como variables.

Resumen del capítulo:

Alice cruza la calle rumbo a la cafetería sin mucha precaución, todavía desconcertada por la conferencia de Charly a la que asistió minutos antes. La información que brindó fue abundante y difícil de asimilar en tan poco tiempo, aunque muy interesante. Al llegar a la caja, pide su latte descafeinado mientras espera a Bob, quien fue a buscar a Charly para llevarlo a la cafetería. Reunidos los tres, Charly les recuerda que en la mecánica cuántica, la materia y la energía se comportan de forma no intuitiva, requiriendo conceptos nuevos como el entrelazamiento cuántico, el principio de complementariedad e incertidumbre, la superposición cuántica, los estados cuánticos y la función de onda entre otros. Estos conceptos no tienen referentes en la física clásica ni en la vida diaria, donde solo el entorno inmediato puede influir en un objeto o fenómeno natural, por ejemplo, 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, no hay valores objetivamente existentes antes de realizar una observación o medición. Estos cambios provocaron una REVOLUCION CUANTICA porque el paradigma de la física clásica fue reemplazado por el de la física cuántica, alterando fundamentalmente la forma en que se comprende y practica la ciencia, transformando nuestra comprensión de la realidad.

Resumen del capítulo:

Para la siguiente ocasión, los tres se reunieron en la casa de Charly y desde que cruzaron la puerta, Alice y Bob notaron el desorden al que estaba acostumbrado, pensaron que así eran todos los genios. Bob le pregunta que si la mecánica cuántica es una teoría terminada a lo que Charly respondió que no, es el método científico que explora la naturaleza de lo más fundamental con una precisión como en ningún otro campo de la ciencia, el gran problema, es que es una teoría matemática y por eso difícil de entender para la mayoría, sin embargo, no es dificil conocer sus fundamentos. Hoy día conocemos 17 partículas fundamentales reconocidas como la teoría del modelo estándar y que específicamente, solo tres de ellas son los componentes de casi toda la materia conocida en el universo, incluidas nuestras neuronas. Alice reflexiona en lo que acaba de escuchar y comenta casi para si misma; 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 nos resistimos a creer. Bob alcanzo a escucharla y agrego; esta claro que 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 sugieren una conexión entre los procesos del cerebro y los fenómenos cuánticos, para ello muestra a Alice y Bob las publicaciones más recientes que avalan esta afirmación, entre ellas la de 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 Matthew Fisher de UC Santa Barbara, y más recientemente la de Jack Tuszynski, de la Universidad de Alberta en Canadá. Estas investigaciones independientes han descubierto que los procesos del cerebro estan relacionados con fenómenos cuánticos. Las 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 si el cerebro tiene elementos y componentes biológicos como el fósforo, y mecanismos clave como en las estructuras de ferritina de laboratorio (que son similaresa 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 si ha encontrado alguna conexión espiritual con las tradiciones milenarias en su conocimiento científico. Charly responde afirmativamente y explica: Según la teoría de la totalidad indivisible de David Bohm, todo en el universo está interconectado, sin fragmentaciónes. Entre el pensamiento y la cosa pensada, el observador y lo observado, la materia inanimada y viva, la conciencia y el tiempo, existe 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 y ocurre de manera instantánea.

Coincidiendo con esta tesis, Karl Pribram desarrolló una concepción del cerebro como un holograma, donde materia, conciencia y tiempo existen en un terreno común y utilizando sus conocimientos neurológicos, aplicó 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 agrega, esta concepción justifica la comunidad de materia y conciencia, y ha tenido un impacto significativo en nuestra comprensión de la realidad.

Resumen del capítulo:

Alice le pregunta a Charly si existe alguna teoría cuántica en que la función de onda sea objetivamente real y no implique su colapso. Charly responde afirmativamente y añade: Una de esas teorías es la interpretación de Hugh Everett, que el físico Bryce DeWitt popularizó como la interpretación de los muchos mundos. Esta teoría es fácil de entender porque cada vez que realizamos una observación o medida, el universo se bifurca en varias copias idénticas salvo por el resultado de la medición, creando nuevos universos.

La apariencia subjetiva del colapso de la función de onda se explica mediante la decoherencia cuántica. 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 esta interpretación, la función de onda se divide en dos; en una el gato está vivo y en la otra está muerto, y ambos universos siguen su evolución de forma independiente y nunca más interactúan entre sí, es indetectable porque el gato que vive no se da cuenta de que en otro mundo también murió, lo mismo ocurre con todos los objetos y sujetos enfrentados a la decoherencia cuántica.

Resumen del capítulo:

Para Alice y Bob ha sido muy interesante y necesario revisar la intersección entre el ser humano y la física cuántica, sin embargo, se preguntan por qué el universo es como es y si podría haber sido de otra manera. Charly les responde sin dudarlo que pudo haber sido peor y los invita a explorar cómo podría ser nuestro universo en una región muy lejana o cómo podrían ser otros universos si se modifican los parámetros conocidos en este y les propone hacer una revision desde tres conceptos clave; el bosón de higgs, la constante cosmológica y las dimensiones extra, para determinar si estos universos tendrían al menos las condiciones mínimas para albergar vida o si estarían vacíos, libres de materia y llenos de energia.

Resumen del capítulo:

Alice, Bob y Charly se congratulan de poder revisar la física cuántica desde diferentes perspectivas. Se dan cuenta que es posible entenderla si se mantienen atentos a lo que cada nuevo concepto significa y a lo que pueden aprender desde otros puntos de vista. Esto les permite una mayor interacción con la mecanica cuántica y les ayuda a generar una respuesta común ante sus desafíos. Reconocen que aún existen muchos procesos incomprendidos y muchas piezas sueltas en un rompecabezas multidimensional que parece infinito y difícil de armar, sin embargo, ahora tienen un marco conceptual de referencia para acceder a ella y la cuántica comienza a ser parte de sus vidas, ademas, les sirve para estar atentos a los nuevos desafios y descubrimientos en otras disciplinas como la biología y la psicología.