5. Paradigma cuántico

5. Paradigma cuántico

Veíamos que el paradigma newtoniano, basado en el modelo galileano de la ciencia, sólo reconocía como objeto de la misma lo tangible, medible, no contradictorio, objetivo, racional, abstracto: no relacional; el resto: lo intangible, cualitativo, contradictorio, psíquico, emocional, concreto … caía fuera de su perímetro. Eso significa que el modelo animista, basado, justamente, en lo intangible, cualitativo, contradictorio, psíquico, emocional, interactivo, relativo, energético: relacional, no podía ser procesado, sencillamente, por su software. Pues bien, el nuevo paradigma científico técnico de Occidente, gracias a la tecnología desarrollada a partir de la física cuántica, puede ahora procesar esa data hasta hace poco negligida. Eso significa que se ha abierto la posibilidad de un diálogo fecundo entre el Occidente científico-técnico y la Indianidad.

Voy a dar un pantallazo a los desarrollos más interesantes del nuevo paradigma, a nivel lógico. Me voy a referir, por tanto, sobre todo a su software.

Del “modelo mecanicista o / o” al “modelo cuántico ambos / y”

La cosmología newtoniana nos ha acostumbrado a pensar que las cosas tienen una posición bien definida. Esta visión se expresa, lógicamente, en el “modelo o/o”. Así, por ejemplo, se pensaba que el electrón tenía una posición y un momentum bien definidos; por tanto, o estaba dentro del alcance de un aparato de medida o no lo estaba.

Ahora bien, cuando nos las habemos con la realidad cuántica, los nuevos físicos nos dicen que se debe aprender esta otra forma de pensar: el “modelo ambos / y”; es decir, ser capaces de ir más allá de las contradicciones aparentes. Para los que se han formado en el estilo o/o, ésto puede llegar a ser dificil.

Una de las ideas más revolucionarias que ha lanzado la realidad cuántica es que la luz es “ondas y partículas al mismo tiempo”. A este hecho es que se le llama la “dualidad onda / partícula”. Esto quiere decir que ningún aspecto de la paridad, ni las propiedades tipo onda, ni las propiedades tipo partícula, es más primaria o más real. Los dos se complementan entre sí y ambas son necesarias para cualquier descripción completa de lo que es la luz. A esto, por cierto, es que se llama el Principio de Complementariedad. Sin embargo, estamos condenados a ver sólo uno, por vez. Veamos el ejemplo de la Respiración, que está compuesto por la in-spiración y la ex-piración. Cuando inspiramos no podemos expirar al mismo tiempo, y viceversa. Algo así.

En efecto, los físicos han elaborado experimentos en los que la luz actúa como una serie de ondas y otros en los que actúa como una corriente de partículas; pero hasta ahora no ha sido posible contemplar la paridad. De acuerdo al Principio de Incertidumbre, no se puede, por así decir, sujetar la luz y ordenarle: “Muéstrate como realmente eres”. No se pueden medir todas sus propiedades exactamente. Si se la trata como una partícula y se mide su posición exacta, se obtendrá una lectura muy borrosa de su momentum. Si se la trata como una onda y se mide su momentum exacto, se tendrá una lectura igualmente confusa de su posición.

Así, pues, el problema de medir la identidad exacta de un fotón o de un electrón es parecido al de describir a qué se parece participar en un concierto de rock o en una final de un campeonato de futbol. Si participamos como actores, sabemos qué se siente, conocemos la sensación de pertenecer a un grupo o experimentamos la sensación de ser arrastrado más allá de nosotros mismos; pero entonces sólo podemos tener una imagen borrosa de qué lugar ocupamos en la totalidad del ritual: qué parte somos realmente. Por otra parte, si nos mantenemos fuera del evento, digamos como un periodista, entonces podemos ser capaces de ver la totalidad, de relatar detalladamente lo que está haciendo la multitud, pero sólo podremos tener una idea muy vaga de lo que se puede sentir siendo parte de esos acontecimientos. En tanto que observadores no podemos sumergirnos en el rito; en tanto que actores no podemos tener una visión exterior de la globalidad. Una experiencia completa del ritual requeriría de ambas perspectivas: la participación y la descripción, pero eso es imposible, simultaneamente.

Esta incertidumbre, inherente a la realidad cuántica; su carácter “ambos / y”, es lo que viene a remplazar la visión fija del cosmos mecanicista.

Pero aquí no termina la cosa, los físicos nos dicen que un fotón o cualquier otra partícula elemental, se encuentra en un diálogo creativo permanente con su entorno o, para utilizar una metáfora de la lingüística, con su contexto. Lo mismo que los homónimos, palabras que parecen iguales pero tienen diferente sentido, según el contexto en el que estén usadas, la realidad cuántica cambia su naturaleza de acuerdo a su entorno. La realidad cuántica se comporta como los camaleones.

Este principio se demuestra en el conocido “experimento de dos cortes”. La cosa es así, si he entendido bien. Se emite una corriente de fotones a partir de una fuente. Frente a la fuente de fotones, el experimentador erige una barrera con dos cortes abiertos que permite que los fotones pasen a través de esos cortes. Más allá coloca dos detectores de partículas (tubos fotomultiplicadores) o un detector de ondas (una pantalla) para observar a los fotones cuando golpeen en esas barreras. Si elige el detector de partículas ( mide separadamente los fotones ) éstas pasan a través de uno de los cortes y hacen un chasquido en uno de los detectores. Si eligen el detector de ondas ( mide los fotones colectivamente ) las partículas pasan a través de ambos cortes y dejan una indicación de interferencia de onda en la pantalla.

Este experimento de los dos cortes es citado frecuentemente para ilustrar la relación creativa entre el observador y lo observado en la realidad cuántica. Dicen los físicos (sólo nos cabe creerles) que antes de que los fotones sean “observados” (eso quiere decir, técnicamente, “medidos”) no hay ningún sistema que nos permita afirmar que existen ondas reales o partículas reales. Existe la potencialidad para que haya ambas. Pero cuando se observan, es decir, cuando se montan recursos de detección de partículas o de detección de ondas, el tipo de observación que se utilice, provoca una u otra de las posibilidades subyacentes. Con otras palabras, el físico cuántico ve lo que busca. El contexto general de la situación, incluida la expectativa del experimentador, influye sobre qué parte del potencial cuántico de la luz, que está subyacente, puede aparecer. El contexto, pues, por asi decir, ayuda a la realidad a expresarse. Como podrá darse cuenta el lector, estamos ya bien lejos del mundo newtoniano de leyes fijas e inmutables.

Ilustraré lo dicho con un ejemplo conocido, que trabajó Xavier Albó. Para unos, los aymaras son comunitaristas (ven la función onda solamente) Para otros son unos individualisas faccionalistas (ven sólo la función partícula). La verdad es que, latentemente, son las dos cosas; ahora bien, según el contexto, una vez aparecerán como comunitaristas y otra como individualistas. Así, pues, todas las proposiciones excluyentes, que se han hecho al respecto, son en realidad falsas, por unilaterales.

Así, pues, al tratar la realidad cuántica los físicos aconsejan considerar toda la situación. No se puede, como en el sistema mecanicista, aislar partes de la realidad y analizarlas independientemente. Tampoco es posible (y he aquí la herejía cuántica en todo su esplendor) aislarnos nosotros mismos de la situación. En el contexto cuántico el observador es parte de la totalidad; es más, juega un papel crucial en la provocación de la situación que observa. Su presencia y su expectativa interactua y altera lo que ve. No otra cosa, por cierto, sucede en un ritual chamánico o en una mesa ritual andina. El ritual suscita al Dios, lo hace presente; el resto del tiempo está latente. En cambio el Dios cristiano existe newtonianamente, tanto si hay misa como si no, tanto si se le ora como si no. Esto se llama Objetividad, como veíamos.

En el Experimento de los dos cortes ocurre que si el físico busca una partícula (usando un detector de partículas) encontrará una partícula. Si busca una onda (usando una pantalla) verá una onda. El físico actua como una suerte de partera de la realidad, como un homo mayeuticus.

En cierta medida la filosofía actual, para no remitirnos a los griegos, ha intuido algo de esto. Es conocida la frase de Ortega, en sus Meditaciones del Quijote, “Yo soy yo y mis circunstancias”. O el dictum de Merleau-Ponty “Sólo podemos definir una verdad dentro de una situación”. Sin embargo, estos filósofos suelen argumentar que la verdad, o los valores, no tienen fundamento en la realidad, no tienen existencia más allá del contexto en el que aparecen. Esto ha llevado a un relativismo que no refleja la relación entre la realidad y el contexto, desde una perspectiva cuántica. En física cuántica, si interpreto adecuadamente, la verdad que se muestra a sí misma, en una situación dada, es sólo un aspecto visible de una posibilidad subyacente, más profunda y muy real.

De hecho el conjunto de la realidad cuántica es un amplio mar de potencialidades. Esta, pues, es la novedad radical del cosmos cuántico. Es el entorno del ser, donde vige la regla “ambos / y”.

Pongamos un ejemplo para decirlo de otra manera. Todos los niños nacen con el potencial de hablar una o varias de las lenguas del mundo, pero cada uno desarrollará sus habilidades en la lengua de sus padres o de los que le rodeen.

Así, pues, en el entorno cuántico, la paridad onda / partícula y el diálogo creativo entre el potencial cuántico y las circunstancias experimentales, nos demuestran que siempre hay más en la realidad que lo que se puede experimentar o expresar en cualquier momento. Una mayor sensibilidad al potencial latente de las situaciones, asumida como un paradigma social más amplio, puede estimularnos a pensar sobre las cosas no sólo como son, ahora, en el paradigma newtoniano, sino a dónde están yendo, qué pueden llegar a ser.

Transformación cuántica

La física clásica se caracteriza, como hemos visto, por la simplicidad con que supone que acaecen los hechos; no es un mundo estático, cierto; pero tampoco es sorprendente; en realidad, es muy previsible. Si se conoce la posición inicial de un sistema mecánico y los destalles de sus interacciones durante su transcurso, entonces las leyes mecánicas dirán exactamente dónde está yendo y cómo llegará a su destino. Las cosas son muy distintas, como espero haber mostrado, en la realidad cuántica. Aquí la indeterminación se construye dentro de la realidad. Es una característica inherente a la realidad.

Al comienzo Max Planck demostró que toda energía se irradia de estas pequeñas unidades, llamadas cuantum. Mostró que son algo “grumosas”, en lugar de “suaves y continuas” como había sostenido la física clásica. Obsérvese el lenguaje metafórico de los físicos. Años más tarde Niels Bohr demostró, a su vez, que en los átomos los electrones “saltan” de un estado de energía a otro en, justamente, “saltos cuánticos” discontinuos, dependiendo el tamaño del salto, de la cantidad de energía que absorbieron o cedieron.

Bohr describió el átomo como un “sistema solar minúsculo”, con un pesado núcleo de partículas en el centro y anillos de niveles de energía electrónica rodeándolo. Los electrones individuales zumban alrededor del núcleo en esos anillos, de manera similar a como los planetas giran alrededor del sol.

En un átomo estable, cada uno de los electrones está “en casa” en una órbita particular, dependiendo de la energía con la cual está asociado su giro. Pero cuando el átomo se hace inestable, en el momento en que sus pautas internas de energía empiezan a cambiar, entonces comienzan a suceder cosas extrañas.

En principio, el átomo puede tornarse inestable sin ninguna razón aparente. En la realidad cuántica, hay que irse acostumbrando a saber que no hay necesariamente motivos o causas especiales para que algo suceda. Lo bello es que las cosas pueden pasar porque sí. De modo que, de pronto, los electrones de un átomo, previamente estable, pueden comenzar a moverse en diferentes órbitas de energía y no hay forma de saber por qué camino puede viajar un electrón particular, ni por qué finalmente elige establecerse en alguna órbita. Todo lo que atinan a decirnos los físicos, hasta donde he leído, es que su camino se realizará en saltos cuánticos, por consiguiente de modo discontinuo, y que la distancia (es decir, la diferencia energética) que recorre, será medida en cuantums totales o trozos de energía.

Cada viaje posible y cada destino eventual está asociado con una probabilidad, pero nada nos asegura que algo esté determinado. La indeterminación, pues, caracteriza al entorno cuántico. Los electrones, en efecto, pueden ir al estado siguiente más bajo, o pueden ir al estado siguiente más alto, o pueden saltar varios estados intermedios o incluso pueden doblarse sobre sí mismos.

La física cuántica demuestra que el electrón sigue realmente todos esos posibles caminos y, a saber, al mismo tiempo. Actúa como si estuviera disperso por todo el espacio y el tiempo y se hallase en todas partes a la vez. Los autores que he leído comparan estas exploraciones “electrónicas” con “sondeos” hacia el futuro, para ver qué camino le resulta mejor en último término. Dicen que los físcos llaman a estos sondeos “transiciones virtuales”. Son, por así decir, los posibles viajes que hace el electrón antes de que algo real (es decir, medible) suceda. El viaje real, aquel del que resulta el encuentro del electrón con una nueva casa donde instalarse, es llamado por los físicos “transición real”. Pero he aquí que la distinción entre lo virtual y lo real es confusa, como tienen la amabilidad de avisarnos; no quiere decir nada de lo que significaría en el mundo del sentido común.

Danah Zohar tuvo la amabilidad de poner el ejemplo de los Sondeos de opinión para explicar este asunto. En los sondeos de opinión, como en la mecánica cuántica, hay, dice, muchas transiciones virtuales posibles y contradictorias que suceden todas al mismo tiempo; con frecuencia, añade, se ven varios sondeos de opinión, cada uno con un resultado supestamente diferente. Y aunque un sondeo de opinión es una elección que nunca sucede realmente, termina teniendo efecto en el mundo real. Los votantes, como sabemos, con frecuencia cambian su intención de voto, como resultado de los sondeos.

Así, pues, la existencia de estados virtuales demuestra que se puede experimentar más de una realidad al mismo tiempo, cada una de ellas interpretando su drama individual simultaneamente con otras. Esas realidades múltiples se conocen como “superposiciones”, en el lenguaje cuántico. Es más, por todo lo que he averiguado, en el entorno cuántico, estas “superposiciones” son la norma; no la excepción, como había creído al comienzo. La función cuántica onda siempre contiene una plétora de posibilidades, todas igualmente reales y muchas contradictorias entre sí.

Para dramatizar las muy curiosas multirealidades de las superposiciones cuánticas y su eventual “colapso” en una única actualidad, Erwin Schrödinger introdujo su famoso “Gato cuántico” que expongo, siguiendo a John Gribin. Este gato está colocado dentro de una caja opaca, fuera de toda posibilidad de observación. Y con él, también hay un complejo sistema que decide, al azar, si alimenta al gato con comida o le da veneno. Ahora bien, según la lógica mecanicista del “modelo o / o: o lo uno o lo otro”, cabe esperar que el gato esté muerto, si se le da veneno, o que esté vivo, si se le da alimento. Pero he aquí, como ya nos podemos imaginar, que esa caja es un pequeño mundo cuántico, en el que todo es posible. Dado que no puede ser observado, el gato existe en una superposición, es decir, está vivo y muerto al mismo tiempo. Sólo cuando se abre la caja para observarlo, es cuando el estado del gato puede “colapsarse” en una opción: ora está vivo, ora está muerto.

En el lenguaje cuántico, el momento de la observación, es decir, cuando la realidad cuántica, pletórica de posibilidades, se condensa en una actualidad única, a este instante, se le conoce como el “colapso de la función onda”. Los físicos, según entiendo, aun no saben explicar por qué se colapsan las funciones onda; se intuye que este hecho parece estar conectado con la acción de ser observadas, es decir, medidas.

Cómo se relacionan los sistemas cuánticos

En la fisica cuántica, la naturaleza del ser, entendido como una paridad dinámica onda / partícula, y la noción de transformación, entendida como un proceso a través del cual elementos como los electrones y los fotones están dispersos por todo el espacio y el tiempo, tienen enormes implicaciones para los tipos de relación que se encuentran entre los sistemas cuánticos. Si he entendido bien, es justamente aquí, en el terreno de la relación, donde la realidad cuántica es verdaderamente más impactante. Por su condición de sólidas, las partículas newtonianas que se encuentran, deben chocar y seguir caminos separados, los frentes de ondas que van juntos tienden a superponerse y combinar: la realidad de cada una es tomada y dirigida dentro de la otra. Los sistemas cuánticos, con su potencial para ser tanto ondas como partículas, tienen la capacidad de relacionarse en ambos términos.

Cuado se encuentran dos sistemas cuánticos, sus “aspectos partícula” tienden a estar algo separados y a mantener visos de sus identidades originales, mientras sus “aspectos onda” se fusionan dando lugar a un sistema enteramente nuevo que envuelve el original. Los dos sistemas se relacionan internamente, entran uno en otro y evolucionan juntos. El nuevo sistema al que da lugar su superposición tiene su propio aspecto de partículas y ondas y su nueva identidad combinada.

No es reducible a la suma de las partes. No podemos decir, como en la fisica clásica, que el nuevo sistema está compuesto de A más B, más las interacciones entre ellas. Es algo nuevo: una realidad emergente. En el mundo fisico esa emergencia se produce sólo en la realidad cuántica.

Podemos visualizar de manera simple lo que significa “encontrarse” para dos sistemas cuánticos, manteniendo la individualidad de sus “aspectos partícula” y fusionando, al mismo tiempo, sus “aspectos onda”, por medio de un experimento, que he leido en Donah Zohar, con dos clips metálicos. A pesar de su tamaño, los clips son ejemplos cotidianos de sistemas cuánticos. Es imposible describir adecuadamente las propiedades eléctricas de los metales con la vieja física clásica. Se puede captar la naturaleza cuántica del clip, enfocando la estructura atómica de su metal. Dentro de cada clip, los átomos de cobre están ordenados, de manera que la masa de cada átomo (el ión del núcleo y los electrones más interiores) tiene propiedades de partículas, y los electrones del anillo más externo tienen propiedades de ondas. Si se hace pasar una corriente eléctrica por el clip, los iones tipo partículas estarán en su lugar, pero los electrones tipo ondas se extenderán a lo largo del alambre, llenando todo su espacio y su tiempo.

Por este motivo, dicen los físicos, las corrientes eléctricas se desplazan en la mitad del tiempo que la luz, mucho más rápido de lo que los electrones tipo partícula se pueden mover por un metal.

Ahora se pueden coger dos clips y unirlos doblando uno dentro del otro. Es muy util tener dos clips en la mano y unirlos mientras se piensa en el experimento. Cuando dos clips están unidos, las propiedades “tipo partícula” se mantienen separadas y mantienen su identidad original. En este momento todavía son dos distintos y sólidos clips, cada uno con sus propios límites marcados. Pero los electrones “tipo onda”, que reunen las corrientes eléctricas de los clips, se fusionarán y se convertirán en una corriente eléctrica con una longitud de onda ligeramente modificada. De modo que los dos clips doblados juntos, representan un nuevo sistema cuántico con propiedades de partículas similares a los sistemas constituyentes, pero con propiedades de onda enteramente nuevas.

Los sistemas cuánticos superpuestos son una forma de relación interna que se halla en la realidad cuántica, pero sin duda son los más extraños e importantes. Cuando se consideran las implicaciones de los electrones y los fotones dispersos por todo el espacio y el tiempo, se descubre un tipo de “relación” que zafa a la palabra “separado” de su sentido habitual y, por consiguiente, provoca la reflexión acerca de lo que, por ventura, se entiende por “partes” y por “todos”.

Pero si todas las cosas potenciales están dispersas y, a saber, en todas las direcciones, ¿cómo se puede hablar de alguna distancia entre ellas o concebir alguna separación? Si todas las cosas y todos los momentos se tocan entre sí, en todos los puntos, la unidad del sistema total es de un tipo no imaginado hasta ahora. Al describir esa extrema falta de conexión, los fisicos cuánticos han revivido la noción de “acción a distancia”, donde una cosa puede ser relacionada con otra instantaneamente sin un aparente intercambio de fuerza o de señal entre ellas. Conocida como “no-localidad” o “correlación en ausencia de cualquier fuerza local”, esta misteriosa interconexión es uno de los mayores desafíos conceptuales lanzados por la realidad cuántica.

Fue Einstein quien demostró que las ecuaciones de la mecánica cuántica implicaban un tipo de conexión instantanea entre cosas aparentemente separadas. Esto parecía plantear problemas al Principio más básico de la Teoría de la Relatividad que sostiene que “nada puede desplazarse más rápido que la velocidad de la luz”. Esta teoría sostiene que no puede haber una cosa como esa, como influencia causal instantanea. Pero Einstein argumentaba que sin “causas” e “influencias” la no ubicación era fantasmal y absurda y que su predicción era una prueba clara de que la Teoría cuántica estaba incompleta. El trató de probar tal afirmación sugiriendo una paradoja: la famosa paradoja EPR: Einstein, Podolsky, Rosen.

Lo esencial de la paradoja EPR se puede ilustrar por un par de fotones que han sido introducidos uno en otro y, luego, lanzados en diferentes direcciones. Cuando se mide la polarización de uno, se encuentra instantaneamente la polarización del otro que es exactamente la opusta. Siempre están correlacionados negativamente. Los dos fotones pueden estar, teóricamente, en los lados opuestos del universo. Están, empero, tan extrañamente vinculados que, a pesar de su separación aparente, se comportan como si no hubiera espacio entre ellos. Son partes de un todo más amplio, y ese todo parece componer sus movimientos simultaneos, como una misteriosa red de conexión que los envuelve en su influencia.

Este mismo fenómenos de correlación cuántica ha sido observado a través del tiempo y se han hecho experimentos con rayos laser. En uno de estos experiemntos, dos diferentes fotones de dos laser separados, fueron lanzados hacia una barrera, a través de dos cortes en diferentes momentos. Aunque sólo un fotón puede impactar la pantalla de detección, en cada momento, el experimentador observó una interferencia en la pantalla que indica que ambos están presentes simultaneamente.

Es decir, la pauta tipo onda, que indica la presencia del primer fotón, se entrecruza con la pauta tipo onda del segundo. Esto es imposible, dicen los físicos, a menos que el primer fotón haya cruzado a través del tiempo para estar allí simultaneamente con el segundo fotón.

En un experimento más reciente, que relata Hofstadter en Godel, Escher, Bach, se arrojó un solo fotón a un espejo cubierto con una capa de plata, por lo que el fotón tenía el 50 por ciento de posibilidades de pasar por el espejo, como si fuera vidrio plano, y 50 por ciento de posibilidades de ser reflejado por él. Si el fotón pasaba recto, seguía una linea corta, directa, a la pantalla distante. Si era reflejado, la ruta era más larga, circular y llegaba más tarde a la pantalla. Tendría que ser o/o. Pero lo que realmente se vió en la pantalla es una pauta de interferencia, indicando que el fotón se había “interferido” o “enredado” (valgan las metáforas) con su propia posibilidad de llegar tarde o temprano. La mera posibilidad del fotón llegando más temprano o más tarde, tiene un tipo de realidad temporal que se extiende a través del tiempo.

Así, pues, hasta cierto punto, el Todo de la realidad cuántica es una red entera de relaciones internas superpuestas o correlacionadas. Lo que David Bohm llama un tipo de “integridad indivisa”. Por eso es que se dice que la física cuántica es holística. Es decir, el nuevo todo tiene cualidades y una identidad propia que aparecen sólo a través de la relación de sus partes previamente indefinidas o indeterminadas.

La “Caos-cosmo-con-vivencia” andina se puede explicar y entender mejor a partir de este paradigma, como una ejemplificación social, política, económica … de este funcionamiento subatómico y noosférico. La principal razón es que la civilización andina se construye en el Continuo animista naturaleza-sociedad; no en la Separación monoteísta entre naturaleza y sociedad, como Occidente. He aquí lo fascinante de esta civilización, para una era tecnológica de tipo simbionómico como la que hemos empezado a gatear. Los Andes tienen el know how operativo de cómo funciona una sociedad en el contínuo biosférico. Espero que más de un interesado se aventure en este camino. Este es el horizonte que debe seguir a nuestro actual “Estado Unitario Plurinacional” que sigue nomás bajo la hégira del monoteísmo católico: Un Dios y 36 nacionalidades. A continuación esbozaré los conceptos opuestos a “Objetividad, Razón y Ley” que configuraron la modernidad.