Mecanica cuantica. Sobre la flecha del tiempo.

La mecánica cuántica (Llamemosla QM) ha sufrido muchos avatares desde que Planck planteo su ley para explicar la radiación del cuerpo negro.

Tal vez la explicación mas pedagógica del núcleo de la QM, lo daba Feynman en sus famosos libros (Lectures on physics, volumen III).

1.- Si algo puede ocurrir de varios modos, debe tenerse en cuenta cada uno de ellos.

2.- Para cada uno, debe calcularse su funcion de onda (Compleja, en espacio y tiempo).

3.-La función de onda final en cierto lugar y momento, será la suma de las anteriores.

Analíticamente, trabajos como el de Von Newman (Mathematical Foundations of Quantum Mechanics ) sistematizaron sus bases matemáticas de la QM, y la interpretación ortodoxa de CovenHavën,  recibió alternativas como la de los múltiples universos (John Archibald Wheeler) y como la de ‘la onda piloto’ de gente como David Bohm  .

Es interesante esta entrevista con él, en acerca del proceso de percepción, todo un lujo:

Incidentalmente,  David Bohm fue una persona a la que la vida, le dio luchas fuertes,  fue perseguido en la época de la caza de brujas en USA, por no delatar a otros científicos ,  por ello se le impidió trabajar en ninguna universidad de USA, hubo de emigrar a Brasil, alli los USA le quitaron el pasaporte, y,  apátrida, fue acogido en Inglaterra.

A la Q.M. se la puede encontrar en múltiples sitios, física del estado solido, fenómeno túnel, emparejamiento (Etanglement).

Y funciona.

Eso si, como decía Feynman, ‘nadie la entiende‘.

Bien, es un área compleja, chocante con todo sentido común, pero precisa.

¿A nivel conceptual que hemos avanzado?.

Debo confesar que solo la he seguido muy en contadas ocasiones (Avances experimentales en el etanglement, avances en teleportacion cuántica),  pero hace unos años, pude encontrar un trabajo, que, a nivel conceptual,  aporta algo nuevo, y ademas, lo hace de modo simple y didáctico:

The Role Of Human Mind in a Quantum Universe

Su autor es HENRY P. STAPP, que hasta hace unos años ha trabajado en el Lawrence Berkeley Laboratory, University of California.

El enlace directo al documento, en formato word, a su pagina en el Lawrence Berkeley Laboratory, es:

http://www-physics.lbl.gov/~stapp/ManInQU.doc

¿Que tiene de especial este trabajo?.

Partiendo del modo en que ‘suceden las cosas’ según la Q.M., Henry aborda la forma en que vemos con nuestra mente como evoluciona el mundo (El futuro esta fijado por el pasado, no se crea información proveniente del futuro, sino del pasado) y, la rompe.

Es justamente ese momento, en el que algo ocurre en la naturaleza,  en el que la visión clásica (Dada por ‘la flecha del tiempo’  termodinámica, concepto de Stephen Hawkings en su famoso libro ‘la historia del tiempo‘, por eso he titulado de este modo este post) , a la vista de las leyes de la QM, quiebra.

Veamos lo que indica sobre ‘la visión clásica de la realidad y por tanto, de nuestra mente’:

The classical-physics-based conception of human beings has had a highly corrosive impact on societal matters because it paints us as, on the one hand, mechanical automata, whose consciousness intentional efforts can have no causal effects whatever on the physically described aspects of nature, and, on the other hand, as mechanical consequences of a dog-eat-dog competition for survival.

The consequence of the first effect is to discourage effort as pointless and irrational; and the consequence of the second effect is promote anti-social behavior directed towards self-aggrandizement at the expense of the welfare of others, and of other social and cultural groupings

Y lo que presenta la QM acerca de nosotros, interaccionando con el universo, es esto otro:

The main idea in quantum physics is that each acquisition of knowledge occurs discretely in conjunction with “a collapse of the quantum state” to a new form that incorporates the effect of adding the conditions logically imposed by the increase in knowledge.

This change forges a tight logical linkage between ‘an experientially recognized change in a state of knowledge’ and a corresponding ‘mathematically represented change in the physical state of the universe’.

The new physical state represents, in quantum mechanics, not simply a new state of “our knowledge,”  but also a new set of potentialities for future psychophysical events.

La rotura de la simetría de las distintas posibilidades tras el colapso  lleva algo nuevo,   la creación de información en una parte del universo  (El observador).

De lleno se unen  física y teoría de la información.

No solo el trasvase,  la misma creación  de información entra en las ecuaciones diferenciales (Para ser riguroso, de diferencias finitas, son cantidades discretas de información)  de la física.

Otro punto importante, es en lo que se refiere a como la información, viaja o  nace, en el tiempo.

Nuestra visión clásica es que la información  ‘la crean seres inteligentes’ , por ejemplo, vía competencia memética (Teoría memética de Richard Dawkiwngs), y una vez creada, por evolución y competición memetica, viaja hacia el futuro.

En el fondo, como dice Henry, autómatas memeticos, esa es la visión clásica, viaja hacia el futuro donde competirá con otras ya creadas en otras ‘maquinas memeticas’  (hombres, ‘maquinas de supervivencia de genes‘, según R. Dawkings, o su sucesora,  Susan Blackmore, en su libro, ‘the meme machine’).

¿Cual es la visión que sale de la QM, y que, por primera vez, he visto a alguien (Henry Stapp), decir claramente?:

According to quantum mechanics, this choice of outcome is statistical, and it lies outside the hands of human beings

Exactamente, nada del pasado del universo puede determinar el nuevo resultado.

El resumen final de Henry Stapp, es breve:

The effect of this altered conception of ourselves, with respect to our role in the unfolding experienced reality, is to convert us from the mechanical automata that classical mechanics has proclaimed us to be, to local agents that contribute to the evolving reality by posing questions of interest and importance to ourselves in a way that forces the global process that creates the facts of nature to respond in ways that allow us to influence the course of the physically described events.

We can therefore now understand ourselves, within the structure of basic science, to be not helpless   flotsam tossed about by a mindless mechanical sea, but rather as co-creators, in partnership with a   global creative power, of a universe shaped in part by our own conscious thoughts.

Recomiendo leer en detalle los procesos llamados :

Process 1 .->  La elección por el observador de que variables va a observar.

Process 3 .->  La respuesta de la naturaleza a la pregunta anterior,  algo que NO depende de todo el universo ‘anterior’ a la decisión.

Este ‘Process 3,  es lo que Dirac llamaba:    “a choice on the part of nature” .

El universo crea información ajena totalmente, a todo su pasado.

Y lo hace constantemente para todos sus observadores.

Si no es creada en base al pasado, ¿En base a que lo crea?.

Leonard Cohen, Tacoma soundtrack.