Realidade, Zeilinger e a física actual

Roa Zubia, Guillermo

Elhuyar Zientzia

O ser humano é o escravo da percepción. Considera real o que ve, ouve ou toca. Pero a percepción é moi limitada. A ciencia, en cambio, permite medir obxectivamente a realidade. Ou quizais non. A ciencia só achega información, e ao final, como no caso da percepción, a realidade é a información obtida.
Realidade, Zeilinger e a física actual
01/05/2006 | Roia Zubia, Guillermo | Elhuyar Zientzia Komunikazioa
(Foto: De arquivo)

A lúa está no ceo. Vémolo. Pero tamén existe cando ninguén o ve? Esta pregunta non é sinxela. Sabemos que a Lúa existe cando vemos ou medimos as consecuencias de existir. Porque non podemos percibir a Lúa doutra maneira. Pero non podemos afirmar que a Lúa existe si non se ve ou se mide no momento. E non se pode dicir que a Lúa está aí cando non a vemos ou a medimos. Entón, que é a Lúa? A Lúa é a mesma información.

Por tanto, a realidade é a información. Cando non temos información, supomos que é a realidade, pero non podemos darnos por suposto. A Lúa estará no espazo, si.

Física moderna

Máis aló deste simple argumento, os físicos foron no século XX. na primeira metade do século XX. Segundo eles, a Lúa non existe si non a vemos ou a medimos. Non se sabe si existe ou non, senón que non existe. Máis tarde, cando o vemos, existe.

Albert Einstein estaba moi preocupado por esta cuestión, como non existirá a Lúa cando non a vexamos? Cando falamos da Lúa, a formulación parece un disparate, pero non está claro que pasa si falamos de electróns e de protones.

Entendemos os electróns, os protones e partículas deste tipo mediante as leis da mecánica cuántica, non podemos entendelos cos principios clásicos da física. E aí está a cuestión: aplicando estas leis, un electrón non mide una característica física mentres non a medimos. Non é una idea acorde co instinto e, con todo, ocorre.

Anton Zeilinger no congreso sobre Einstein organizado por DIPC en Donostia en setembro de 2005.
R. Imaz, G. Roia

Onde está un electrón? Paira responder a esta pregunta debemos medir onde está. É máis, segundo a física cuántica, mentres non a medimos, o electrón non está en ningún sitio. Non sabemos onde está… non está en ningún sitio! E se esta idea funciona con electróns e protones, por que non coa Lúa? A Lúa é só un conxunto de electróns, protones e outras partículas. Einstein entendía todo este argumento, pero non podía aceptalo. Non aceptaba a interpretación que os físicos cuánticos daban á realidade.

Preguntas básicas

Anton Zeilinger, un herdeiro daqueles físicos, é partidario deste tipo de discusións, cre que a física debe ser una ciencia que pregunte que é a realidade. "Ese foi o gran reto ata que se desenvolveu a física moderna. Galileo e Newton deixaron de preguntarse por que. Deixaron de buscar a esencia dos fenómenos. Por exemplo, non querían saber por que cae una pedra. Ou que é a masa. Deixaron de preguntar este tipo de cousas. Eles só querían una descrición matemática do que ocorre. E ese é o maior éxito da ciencia moderna", afirma Zeilinger.

A pesar do éxito da ciencia moderna, o mérito non é facer por primeira vez estas preguntas, senón retomalas. Trátase, en definitiva, das preguntas que lanzaron os filósofos gregos. "Son preguntas moi filosóficas", afirma Zeilinger, "e a física moderna pode atopar respostas dentro de cen anos e quizá dentro de cincocentos anos. En calquera caso, son cuestións de futuro."

Inercia

Richard Feynman recibiu o Premio Nobel de Física de 1965, co mesmo formulación que as preguntas básicas. Por exemplo, What Do You Care What Other People Think? no libro (Que importa a ti? ), Feynman conta que de pequeno tivo un camión e una pelota paira xogar. Cando a pelota colocábase no interior do camión e conducía o camión, a pelota desprazábase cara atrás. Avance no freado. "Por que ocorre isto?" preguntou ao seu pai o mozo Feynman. "Ninguén sabe" dixo o pai, "chamámonos inercia, pero ninguén sabe por que".

Richard Feynman.
Brookhaven National Laboratory

A inercia está estudada, porque o que hoxe chamamos a primeira lei de Newton é a lei física da inercia. Se una forza non actúa, un obxecto non cambia de velocidade. Se está parado, estará parado e si está en movemento seguirá movéndose coa mesma velocidade e na mesma dirección e dirección. Por suposto. É una lei universal da natureza. Pero por que a natureza xoga así… ninguén sabe.

Segundo Zeilinger, Feynman insistía nesta idea. "Na súa opinión, as preguntas filosóficas son de gran importancia. Outros físicos creen que é mellor facer cálculos e non preguntarse que significado filosófico ten o calculado, pero Feynman non estaba de acordo. As cuestións filosóficas debían ser consultadas, aínda que quizais non podemos responder".

Percepción

Zeiliger tamén se encargou destas preguntas básicas. "A pregunta principal é si é posible distinguir entre realidade e información. Creo que non se pode. Cando falo da realidade, cando falo de ti, por exemplo, refírome á información que teño de ti. Recollo toda a información que teño sobre vostede no meu cerebro, formo una imaxe e incorpóroa á túa realidade. Pero esta imaxe está baseada na información. Esta idea é moi importante."

Con todo, esta formulación expón moitos problemas. Mirando o mesmo, dúas persoas ven cousas diferentes, é dicir, reciben información diferente. En definitiva, a limitación é a percepción.

Vémolo. Escoitamos. Tocamos, cheiramos, etc. e así é a percepción do mundo. Pero nunca sabemos até que punto os sentidos son fiables. Ademais, non é só un problema sensorial.

Os insectos teñen un ciclo de vida moi curto. As bolboretas monarca, por exemplo, teñen entre cinco e sete semanas. A percepción do seu tempo depende desta curta vida.
De arquivo

A percepción do tempo, por exemplo, non depende do que perciba un sentido. É outra cousa, una interpretación do cerebro. Un tempo determinado, como un ano, non é igual de percibido por un neno que por unha persoa adulta. Paira o neno adoita ser un ano moi longo e paira o adulto non. Pero, canto é realmente un ano?

Moitos insectos teñen un ciclo de vida dun ano no que nacen, desenvolven, reproducen e morren. Un ano paira o insecto é toda a vida, e probablemente a percepción dese período non sexa como a dun ser humano.

Rápido e lentamente

Esta percepción é moi importante, por exemplo, paira os réptiles. Son de sangue frío e o seu metabolismo depende da temperatura. Presentan un metabolismo rápido cando hai calor e lento cando hai frío. E o metabolismo inflúe no movemento; de día, baixo o sol, son animais moi rápidos, mentres que pola noite móvense lentamente.

Os falcóns que se alimentan dos lagartos aprovéitanse diso, non teñen moitas posibilidades de atrapalos ao longo do día, e para que a caza sexa frutífera deben esforzarse ao amencer ou á tardiña. O metabolismo do falcón non varía coa temperatura ambiente, paira eles o tempo é o mesmo de día e de noite. Paira Muskiz, pola contra, a percepción do tempo variaría moito: desde o seu punto de vista, o falcón é moi rápido ao amencer e á tardiña, mentres que ao longo do día é lento.

Medición obxectiva

Albert Einstein non cría que non existise cando non vemos a Lúa.
E. Karsh

Como a percepción varía do ser vivo ao ser vivo e da persoa á persoa, a única maneira é utilizar ferramentas paira ter obxectividade. O tempo, por exemplo, pódese medir a través dos reloxos e, aínda que teñamos a percepción que recibimos, teremos un tempo obxectivo, un reloxo que serve paira todos.

É una idea interesante, pero fisicamente imposible. De feito, o tempo é relativo segundo a teoría desenvolvida por Einstein. Dúas cousas que ocorren á vez non ocorren simultaneamente desde todos os sistemas de referencia. Loxicamente, este sorprendente desfasamento proposto por Einstein prodúcese cando os sistemas de referencia están a moverse entre si e só se detecta preto da velocidade da luz. O ser humano non pode moverse a esa velocidade, polo que non o percibe, pero ocorre.

De acordo coa teoría da relatividad, por tanto, non pode ser una percepción obxectiva do tempo. Segundo a mecánica cuántica, a partícula cuestiona a realidade. As dúas principais teorías da física moderna predín que é difícil decidir cal é a realidade. Ao final, preguntar se a Lúa é real ou non, non é raro. A Lúa é esa información que recibimos mirando ao ceo ou medindo o noso satélite. En definitiva, a realidade é pura información.

Efecto correlación e realidade
En varios experimentos realizados con dous electróns pódese producir un estraño efecto. En inglés denomínaselle entanglement, correlación en eúscaro, e é una especie de acordo entre dous electróns: aínda que ambos se afastan, os cambios que se producen nun deles prodúcense no outro; é máis, cando se mide una propiedade física dun o do outro. Non importa a distancia entre ambos. O efecto da proba física prodúcese cando se afastan dous quilómetros de electróns.
(Foto: De arquivo)
O efecto vese claramente se se polarizan no momento de distribuír os dous electróns; se o primeiro electrón se polariza ao carón, o segundo se polarizará ao outro. Pero non se pode predicir a que lado se polarizarán; dous experimentos idénticos non sempre dan o mesmo resultado. O primeiro electrón salgue ás veces polarizado ao carón e outras veces ao revés. Iso si, cando medimos a polarización do primeiro non hai problema paira predicir o segundo. E aí está a clave: segundo os físicos, o electrón non ten polarización ata que se mide. Dalgunha maneira, mentres non se mide, ten ambas polarizaciones. Conxuntamente. Una vez medido, pola contra, a realidade do primeiro electrón queda consolidada e, por tanto, a do segundo.
Ponte Roia, Guillermo
Servizos
220
2006
Servizos
034
Física
Artigo
Seguridade
Babesleak
Eusko Jaurlaritzako Industria, Merkataritza eta Turismo Saila