Contra el observador

06/06/2018 12 comentarios
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En física cuántica, el observador no es un señor que mira.

Uno de los observadores de la serie Fringe.

En el tiempo en que llevamos navegando con la guía de este cuaderno de bitácora, y gracias entre otras cosas a las muchas conversaciones y discusiones que he tenido con los lectores, me he ido dando cuenta de que hay algunas ideas erróneas sobre la mecánica cuántica que están muy extendidas. Seguramente, en buena parte es culpa de la manera en que los divulgadores hemos venido explicando algunas cosas, así que voy a dejar aquí una humilde propuesta para intentar mejorar la situación: dejemos de abusar de las palabras "observador" y "observado". O mejor aún, ¡no las usemos en absoluto!

Entre nosotros los físicos, es casi un tópico, como residuo de nuestros días de discusiones en la cafetería de la facultad, poner mirada de intensos, aclarar la garganta y largar que "el observador modifica lo observado" y cosas así. Nos sirve para hacernos los interesantes y fingir que sabemos filosofía. De hecho, algunos colegas se dirigieron a mí extrañados cuando yo aseguré aquí  que no es así, pero me dieron la razón rápidamente cuando les expliqué lo que quería decir. El problema de estas "observaciones" (perdón, no lo he podido resistir, no volverá a suceder) nuestras es que en alguno de los círculos del infierno de las redes son usadas para impulsar determinadas agendas, con orígenes diversos pero que convergen siempre en la cartera de usted, sufrido lector. La línea de razonamiento es comprensible: "si el observador modifica lo observado, ¿por qué no voy a poder decir que también puede curar un cáncer y de paso llenar mi cuenta corriente?" Las metáforas, como ven, las carga el diablo, tienen vida propia, una vez que se ponen en circulación ya no nos pertenecen, quieren ser libres, las llamas y no contestan, ya no vuelven.

Lo que los físicos cuánticos queremos decir cuando decimos estas cosas, tiene en realidad muy poco que ver con el concepto cotidiano de observar. No, en la física cuántica un observador no es un señor calvo mirando, como en "Fringe".

Lo primero que conviene recordar es que cuando vemos (miramos, observamos) algo, no lo hacemos porque emitamos luz o porque la emita el objeto que miramos (la radiación que emitimos por nuestra temperatura no es visible, salvo en casos especiales como el de un hierro al rojo), sino porque el objeto refleja la luz emitida por una fuente de luz, como el Sol o una bombilla. Después de eso (como la luz recorre 300.000 kilómetros en un segundo, apenas pasa tiempo, pero pasa, el tiempo pasa, queridos lectores) esa luz llega a mis ojos, y a mi cerebro y yo veo, miro, observo. ¿Alguien podría explicar cómo el hecho de que mis ojos reciban la luz podría cambiar algo sobre el objeto iluminado instantes antes? Yo tampoco.

En la física cuántica, el fenómeno al que nos referimos cuando hablamos alegremente de que el observador modifica la realidad, no nos referimos a esto en absoluto, sino a lo siguiente. Como hemos contado en ocasiones aquí, los sistemas físicos regidos por las leyes de la física cuántica (normalmente, sistemas de una o pocas partículas elementales como electrones o fotones, o sistemas de muchas partículas pero en condiciones muy especiales, como temperaturas extraordinariamente bajas que sólo pueden darse en el laboratorio) pueden estar en situaciones en las que sus propiedades tienen unas ciertas probabilidades de tener distintos valores: por ejemplo, el espín de un electrón puede tener una cierta probabilidad de tomar un valor positivo o un valor negativo. Ahora bien, si realizamos una medida del valor del espín, esa medida nos dará o bien un valor positivo, o bien uno negativo, pero no los dos a la vez, y a partir de esa medida, el electrón seguirá con el valor de espín que haya dado la medida. Es decir, si ha salido positivo, ya no hay ninguna probabilidad de que salga negativo. Decimos que la partícula ha "cambiado de estado", en la jerga de los físicos. El hecho de hacer una medida, o sea, de introducir un aparato de medida en el sistema y usarlo, es lo que modifica el estado. Puesto que a las magnitudes físicas, como el espín, se las empezó a llamar con la palabra inglesa "observable" en la jerga de la física cuántica, ahí tienen el origen del malentendido: empezamos a hablar de observar, observadores etc. y se lió todo. 

En ocasiones, retorcemos lo anterior usando ejemplos con un electrón y un fotón. Como el fotón es luz, de alguna manera nos sentimos más legitimados para empezar a hablar alegremente de "mirar", "observar" etc. Sin embargo, estos ejemplos son extremadamente tramposos: en la vida diaria, lo que llamamos mirar implica a trillones y trillones de fotones y a trillones y trillones de átomos a temperatura ambiente: ahí la física cuántica no desempeña ningún papel, la luz no cambia el estado de los objetos, simplemente se refleja y se absorbe. Ni la luz ni los objetos están en una situación en la que sus propiedades están descritas por probabilidades. En cambio, un solo fotón sí que puede modificar significativamente el estado de un solo electrón... ¡pero eso es independiente de que haya alguien mirando!

Así que ¡oh, divulgadores! cambiemos "observador" y "observado" por "aparatos de medida" y "medidas". Ya sé que queda como menos posmoderno y tuitero, pero la salud y las carteras de mucha gente nos lo agradecerán.