El Gato de Cheshire y el Gato de Schrödinger

04/12/2016 13 comentarios
Menear

Sobre lo extraño, lo fantástico y la ciencia. 

La mecánica cuántica asegura que el mundo en que vivimos es extraño. Para muchos, aún más extraño de lo que nos podíamos imaginar, y es que describe fenómenos que escapan a nuestras intuiciones habituales. Fenómenos que, incluso, se muestran como paradojas, en contra, precisamente, de esas intuiciones tan arraigadas. Este es el caso del famoso "Gato de Schrödinger", una de las paradojas fundamentales que la teoría presenta. En muchas ocasiones me he preguntado, sin embargo, si estas paradojas, o la forma de concebir el mundo que está tras ellas son realmente novedosas, o exclusivas de la mecánica cuántica. Mi impresión —el título de la entrada me delata— es obviamente que no.

El gato de Cheshire

En otro momento hablaré con más detalle de la paradoja del "Gato de Schrödinger", su fundamento y sus implicaciones. En esta entrada mi intención es tan sólo sugerir que hasta cierto punto, la "rareza" cuántica no es tan novedosa como pudiera parecer, y que es posible encontrar ideas o fenómenos similares a los descritos por la mecánica cuántica con anterioridad a su desarrollo, a principios del siglo XX. Por ejemplo, podemos ver bastante similitud entre el caso del "Gato de Schrödinger" y el del gato de Cheshire (Las aventuras de Alicia en el País de las Maravillas, 1865), o el del Dr. Jekyll y el Sr. Hyde (El extraño caso del Dr. Jekyll y el Sr. Hyde, 1886).

¡Oh, pero —alguien dirá— si la mecánica cuántica es una descripción (objetiva) de la naturaleza, de la realidad, mientras que la historia del Dr. Jekyll y Sr. Hyde, y no digamos un personaje como el gato de Cheshire, no son más que puras ficciones, fantásticas invenciones de sus autores!

Creo que puedo calmar un poco esos ánimos y suavizar algunas reticencias. De hecho, tomar las teorías o modelos científicos como ficciones —coherentes, eso sí— que conciben, constituyen, subrayan, ponen de manifiesto, revelan o incluso reflejan aspectos del mundo que nos rodea, es una postura con bastante crédito entre los filósofos de la ciencia actuales (y lo cierto es que es un tema interesante, que daría para varias entradas seguidas).

Y el "Gato de Schrödinger", al ser un experimento imaginario, puede ser considerado una ficción incluso por partida doble. Una ficción que, sin embargo, dentro de su lógica coherente —que, dicho sea de paso, contradice la lógica de nuestras intuiciones habituales; de lo contrario no sería un caso paradójico alguno, claro está—, capta la dificultad que tiene la mecánica cuántica para explicar que las mediciones experimentales deben corresponderse, y así lo entendemos habitualmente, con propiedades o estados estables y bien definidos de los objetos en nuestra interacción con la realidad. (En otro momento hablaremos de cómo incluso las teorías científicas en general se pueden tomar como ficciones —coherentes, eso sí— que conciben, constituyen, subrayan, ponen de manifiesto, revelan o hasta reflejan aspectos del mundo que nos rodea.)

Según la interpretación ortodoxa de la mecánica cuántica, que encontremos al gato vivo o muerto al abrir la caja es absolutamente aleatorio —depende de cómo colapse la función de onda con la que la teoría lo describe (como sistema cuántico). En el caso del personaje de Stevenson, el que al abrir la dama de llaves del Dr. Jekyll la puerta del laboratorio le reciba, de hecho, el Dr. Jekyll o el Sr. Hyde depende de si el elixir del científico ha surtido efecto o no, lo que le ocurre, a partir de un momento dado de la historia, también de forma aparentemente aleatoria. Y algo similar podríamos decir del gato de Cheshire, que sorprende en más de una ocasión a Alicia en sus aventuras en el País de las Maravillas. El gato de Cheshire aparece y desaparece ante Alicia de forma enigmática y, de nuevo, aparentemente aleatoria (a voluntad suya).

Lo que tienen en común estos tres casos es precisamente lo que la paradoja del Gato de Schrödinger pone de relieve: si es posible, o no, atribuir una realidad (esencial) a las propiedades de los objetos (sistemas) que participan en el experimento en cada caso, y si es así, en qué términos debemos entender o describir esa realidad. Es decir, independientemente de si Alicia está o no en el País de las Maravillas en un momento determinado, o de si, estando allí, se encuentra jugando al cricket, o camino a la casa del sombrerero loco, o tomándose un té con él, ¿qué forma tiene realmente el gato de Cheshire? O en el caso del Dr. Jekyll (o del Sr. Hyde), independientemente de si el ama de llaves abre la puerta del laboratorio, o no, ¿cuál de los dos es en realidad el personaje con quien ésta se encuentra? De forma similar, la paradoja del gato de Schrödinger cuestiona si, independientemente del hecho de que abramos la caja o no, podemos decir si hay en ella un gato vivo. La respuesta en este último caso es que no es posible, al menos desde el punto de vista de la teoría cuántica, atribuir ninguna de las propiedades "vivo" / "muerto" al gato —estas propiedades no están definidas, según la teoría— independientemente del hecho de que "miremos" dentro de la caja. A lo más que alcanza la teoría es a describir el sistema (el gato) como una superposición de estados (de las dos propiedades).

Pensándolo bien, estoy casi seguro de que tanto Stevenson como Carroll, o quizá, mejor, tanto el ama de llaves del Dr. Jekyll como Alicia, no pondrían muchas pegas a esta descripción de los extraños fenómenos que experimentan en cada una de sus historias. O quién sabe si, precisamente, Bohr, Heisenberg, Schrödinger y compañía pudieron ver ya en las aventuras de Alicia o en el extraño caso del Dr. Jekyll y el Sr. Hyde una expresión de la extrañeza y fantasía que, de cuando en cuando, todos experimentamos, y que más adelante plasmaron en el desarrollo de la física cuántca.