¿Puede la conciencia explicar la mecánica cuántica?

Uno de los aspectos más desconcertantes de la mecánica cuántica es que las diminutas partículas subatómicas no parecen «elegir» un estado hasta que un observador externo lo mide. El acto de medir convierte todas las vagas posibilidades de lo que podría suceder en resultados claros y concretos. Si bien las matemáticas de la mecánica cuántica proporcionan las reglas sobre cómo funciona este proceso, las matemáticas realmente no explican lo que esto significa en la práctica.

Una opinión es que la conciencia, una conciencia de nosotros mismos y de nuestro impacto en nuestro entorno, juega un papel clave en la medición, y que es nuestra experiencia del universo lo que lo transforma de mera imaginación a realidad genuina.

Pero si ese es el caso, ¿podría la conciencia humana explicar algunas de las rarezas de la mecánica cuántica?

medición cuántica

La mecánica cuántica son las leyes que rigen el zoo de partículas subatómicas que componen el universo. La mecánica cuántica nos dice que vivimos en un mundo fundamentalmente no determinista. En otras palabras, al menos cuando se trata del mundo de las partículas diminutas, es imposible predecir con precisión el resultado de cualquier experimento, sin importar cuán inteligentes sean los científicos en su diseño experimental o cuán bien conozcan sus condiciones iniciales. ¿Conoces la fuerza que actúa sobre el protón? No hay una ubicación fija donde aparecerá en unos segundos, solo un conjunto de probabilidades de dónde podría aparecer.

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Afortunadamente, esta incertidumbre solo ocurre en el mundo subatómico. En el macrocosmos, todo se comporta de acuerdo con las leyes deterministas de la física (no, no estamos seguros de por qué ocurrió esta división, pero esa es una pregunta para otro día).

Cuando los físicos realizan experimentos en sistemas cuánticos (por ejemplo, tratando de medir los niveles de energía de los electrones en los átomos), nunca están seguros de las respuestas que obtendrán. En cambio, las ecuaciones de la mecánica cuántica predicen las probabilidades de estos niveles de energía. Sin embargo, una vez que los científicos realizan un experimento y obtienen uno de estos resultados, de repente el universo vuelve a ser determinista; por ejemplo, una vez que los científicos conocen los niveles de energía de un electrón, saben exactamente lo que hará porque es la «función de onda». colapsa y la partícula elige un cierto nivel de energía.

Este cambio del indeterminismo al determinismo es completamente extraño, ninguna otra teoría en física funciona de la misma manera. ¿Qué hace que el comportamiento de medición sea tan especial? Innumerables interacciones cuánticas tienen lugar en el universo todo el tiempo. Entonces, ¿estas interacciones experimentan el mismo giro incluso cuando nadie está mirando?

El papel de la conciencia

La interpretación estándar de la mecánica cuántica, conocida como la interpretación de Copenhague, dice que se ignore todo esto y se concentre en obtener el resultado. Desde este punto de vista, el mundo subatómico es fundamentalmente incomprensible y uno no debería tratar de formarse una imagen coherente de lo que está sucediendo. En cambio, los científicos deberían estar agradecidos de poder al menos usar las ecuaciones de la mecánica cuántica para hacer predicciones.

Pero para muchas personas, esto no es satisfactorio. Hay algo muy especial en el proceso de medición que parece surgir solo en la teoría cuántica. Esta especificidad se vuelve aún más llamativa cuando compara la medición con cualquier otra interacción.

Por ejemplo, en una nube de gas distante, en lo profundo de la inmensidad del espacio interestelar, no hay nadie alrededor, nadie está mirando. Si, en esta nube de gas, dos átomos chocan entre sí, se trata de una interacción cuántica, por lo que deberían aplicarse las reglas de la mecánica cuántica. Pero no hay «medición» ni resultado: es solo una de los billones de interacciones aleatorias que ocurren todos los días, más allá de la observación humana. Por tanto, las reglas de la mecánica cuántica nos dicen que la interacción permanece indeterminada.

Pero si estos dos átomos idénticos chocan en el laboratorio, los científicos pueden medir y registrar lo que sucede. Debido a que ocurre la medición, las mismas reglas de la mecánica cuántica nos dicen que el indeterminismo se convierte en determinismo, que es lo que me hizo escribir los resultados concretos.

¿Cuál es la diferencia entre estas dos situaciones? Ambos involucran partículas subatómicas que interactúan con otras partículas subatómicas. Cada paso del proceso de medición involucra partículas subatómicas de alguna manera, por lo que no debe escaparse de las reglas cuánticas habituales de que los resultados deben ser indeterminados.

Algunos teóricos, como el físico cuántico pionero Eugene Wigner (se abre en una nueva pestaña), señalando que la única diferencia entre las dos situaciones es que una involucra a un observador consciente y pensante mientras que la otra no. Entonces, el llamado «colapso» en la mecánica cuántica (la transición de probabilidades inciertas a resultados concretos) se basa en la conciencia.

sueño cósmico

Debido a que la conciencia es tan importante para los humanos, tendemos a pensar que tiene algo especial. Después de todo, los animales son las únicas entidades conscientes conocidas en el universo. Una forma de explicar las reglas de la mecánica cuántica es llevar la lógica anterior al extremo: lo que llamamos una medida es en realidad la intervención de un agente consciente en una serie de interacciones subatómicas mundanas.

Esta línea de pensamiento requiere conciencia a diferencia de todas las demás físicas en el universo. De lo contrario, los científicos pueden (y lo hacen) argumentar que la conciencia en sí misma es solo la suma de varias interacciones subatómicas. Si este es el caso, entonces no hay final para la cadena de medidas. Si es así, entonces lo que hacen los científicos en el laboratorio no es diferente de lo que sucede en una nube de gas al azar.

Si bien no es estrictamente una teoría física, el concepto de conciencia como distinta y separada del universo físico tiene una larga tradición en filosofía y teología.

Sin embargo, hasta que alguien pueda encontrar una manera de probar este concepto de conciencia, separándolo de otras leyes de la física en experimentos científicos, tendrá que permanecer en el ámbito de la filosofía y la especulación.

Esto es parte de una serie en curso que describe posibles interpretaciones de la mecánica cuántica.