Ésta es una pregunta grande e importante que enmarca nuestra comprensión de la gestión de calidad. Pero más allá de esto hay implicaciones para nuestra visión de la física y la ontología: la naturaleza de la realidad. Una respuesta afirmativa implicaría que la conciencia es un elemento fundamental e irreductible de la realidad. La conciencia no depende de la materia. Se vuelve natural considerar la supervivencia de la conciencia individual después de la muerte. La intuición universal de que tenemos libre albedrío tiene una base en nuestro paradigma científico. Una respuesta negativa enfatiza que la física reduccionista es un sistema cerrado y autoconsistente, y que la conciencia es una especie de ilusión, un espectáculo secundario que los físicos pueden ignorar con seguridad.
En la formulación de 1925 de la mecánica cuántica (QM) (que sigue siendo la base de la física atómica moderna), la realidad primaria no son las partículas sino las configuraciones de partículas. La función de onda (WF) está relacionada con la probabilidad de que cualquier medición de esa configuración produzca un resultado determinado. La ecuación de Schrödinger (SE) es la principal ecuación de movimiento; es para QM lo que F=ma es para la mecánica newtoniana. El SE indica cómo cambia la WF de un momento a otro y predice el resultado de las mediciones. Pero hay una regla que forma parte tanto de QM como de SE. La regla dice que en el momento de una medición, el SE se reinicia, no desde donde estaba justo antes de la medición, sino desde un WF de apariencia artificial en el que toda la probabilidad se concentra en un punto, siendo ese punto el resultado de la medición. La función de probabilidad se reemplaza por una declaración de certeza; ahora se conoce el resultado de la medición, por lo que su probabilidad es exactamente uno. A esto se le suele llamar “colapso de la función de onda”.
Desde el principio, los físicos notaron que esto era realmente extraño. En la práctica, los dos principios funcionan muy bien juntos.
(1) Comience con un WF que represente el resultado de su medición
(2) Utilice el SE para calcular cómo cambia el WF hasta la siguiente medición.
En la práctica, este par de reglas predice los resultados de la siguiente medición en función de lo que encontró durante la medición anterior. Pero la teoría es muy insatisfactoria. Parece que no existe un mundo objetivo, sino más bien un mundo que se redefine constantemente según lo que se elige medir. La pregunta fundamental que ha dividido a los físicos es: ¿Qué es una medida? Si una medición es parte de la física, ¿por qué es una excepción al SE? Y si no es parte de la física, ¿qué hay fuera de la física? ¿No deberíamos incluir todo lo que sea como parte de lo que llamamos “física”?
Entre los físicos actuales existen tres tipos de respuestas a esta pregunta:
Una “medición” la realiza un gran sistema que obedece a la física de Newton, no a la física cuántica. El WF pierde su coherencia cuando interactúa con este sistema más grande y, a todos los efectos prácticos, se comporta como un sistema newtoniano en ese momento. A diferencia del número 1, el mundo es realmente cuántico en todos sus aspectos, incluidos los aparatos de medición. La función de onda nunca colapsa hasta un punto. Más bien, hay un universo separado para cada posible resultado de la medición, y nosotros, los humanos, siempre nos encontramos en uno de los universos más probables, ya que el universo se divide y se vuelve a dividir en cada momento. Hay algo “fuera de la física” que es responsable del colapso de la función de onda, y ese algo es la mente de la persona (o gato) que realiza la medición. Es una conciencia viva la que colapsa la función de onda, y lo que llamamos una “medición” es una interacción entre la mente y la materia.
El presente ensayo se ocupa de la perspectiva n.° 3 y propongo una forma de probar la n.° 3 como hipótesis de trabajo.
La mayoría de los físicos actuales están divididos entre las perspectivas 1 y 2. El tercero está contaminado o respaldado (dependiendo de su actitud) por asociación con filosofías tradicionales hindúes o taoístas. Pero algunos de los físicos más importantes del siglo XX expresaron su apoyo al número 3, incluidos Max Planck, el propio Erwin Schrödinger, Eugene Wigner, John von Neumann, James Jeans, David Bohm y Wolfgang Pauli.
“Considero que la conciencia es fundamental. Considero que la materia se deriva de la conciencia. No podemos ir detrás de la conciencia. Todo de lo que hablamos, todo lo que consideramos existente, postula la conciencia”.
—Planck“El Universo empieza a parecerse más a un gran pensamiento que a una gran máquina”.
– Vaqueros“La conciencia no puede explicarse en términos físicos. Porque la conciencia es absolutamente fundamental… El número total de mentes en el universo es uno. De hecho, la conciencia es un sustantivo singular cuyo plural se desconoce”.
– Schrödinger
Schrödinger también ilustró lo absurdo del colapso de la función de onda mecánica con su famoso ejemplo del gato. Wigner fue más explícito y demostró que surgen contradicciones si intentamos aplicar las leyes de la física al ser humano que realiza una medición.
Pauli y Bohm eran místicos abiertos. Von Neumann escribió un influyente texto sobre gestión de calidad basado en la perspectiva n.° 3.
La razón por la que la mayoría de los científicos hoy descartan a estos gigantes intelectuales es que suscriben un paradigma reduccionista, en el que la física es un sistema cerrado y la conciencia es un epifenómeno sin capacidad de afectar nada que sea físicamente real (sin libre albedrío). El universo es mecánico y se entiende mejor como la interacción entre muchas (¡muchas!) partes móviles, todas ellas basadas en leyes fijas. Este paradigma enmarca la gran mayoría de los estudios e hipótesis científicas de los últimos 150 años, y el marco ha sido tan productivo que pocos están dispuestos a cuestionarlo.
Ésta es una pregunta muy importante: ¿por qué no la probamos experimentalmente?
Configure un sistema cuántico. Déjelo interactuar con un aparato de medición donde ningún ser vivo mire el resultado. Compare esa situación con el mismo sistema y aparato, en el que alguien no sólo mira el resultado de la medición, sino que toma una acción macroscópica definitiva en el mundo real basada en el resultado. Si la conciencia es necesaria para colapsar la función de onda, deberíamos ver que la función de onda colapsa en el caso (3) pero no en el caso (2).
Explicaré en detalle una forma en que se puede realizar este experimento. Este es un desafío y una propuesta para los experimentadores; no sé qué tan técnicamente fácil o difícil puede ser en la práctica.
Comience con el principio de complementariedad: las variables cuánticas generalmente vienen en pares, de modo que si conoce una, pierde toda la información sobre la otra. Este es el caso del momento angular, que es el espín. Si determinas que un electrón gira en el sentido de las agujas del reloj alrededor del eje x, pierdes toda la información sobre si gira en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del eje y. Existe un amplio acuerdo entre los físicos cuánticos sobre este punto. Una vez que haya dicho que el electrón gira en el sentido de las agujas del reloj alrededor del eje x, habrá dicho todo lo que se puede decir sobre la forma en que gira. No se puede decir “también gira alrededor del eje y en el sentido de las agujas del reloj” o “también gira alrededor del eje y en el sentido contrario a las agujas del reloj” o “no gira alrededor del eje y”. Cualquiera de estas afirmaciones sería una contradicción con lo único que sabes, que es que “el electrón gira alrededor del eje x en el sentido de las agujas del reloj”.
Has oído hablar de los “electroimanes”. Cuando la electricidad fluye en un bucle, el bucle se convierte en un imán. Por lo tanto, no debería sorprendernos que el electrón giratorio actúe como un pequeño imán. En un experimento, podríamos medir el espín del electrón alrededor del eje x colocando el electrón en un campo magnético alineado en la dirección x y observando cómo se mueve.
Supongamos que hacemos esto y el resultado es “en el sentido de las agujas del reloj en la dirección x”. Podemos repetir la medición con un aparato similar aguas abajo en el camino del electrón. Seguramente encontraremos corroboración. El electrón todavía gira en el sentido de las agujas del reloj en la dirección x.
Nada nos impide realizar un experimento posterior en el que el campo magnético impuesto forme ángulos rectos. Imaginemos que hacemos esto y con ello determinamos que el electrón gira en el sentido de las agujas del reloj alrededor del eje y.
De acuerdo con las extrañas (pero bien aceptadas) reglas de la mecánica cuántica, ahora sabemos con certeza que el electrón gira en el sentido de las agujas del reloj alrededor de y, pero hemos perdido toda la información sobre el espín x del electrón. Es igualmente probable que una tercera medición del electrón en la que consultamos el giro del eje x salga “en el sentido de las agujas del reloj” o “en el sentido contrario a las agujas del reloj”.
Nuestra medición del giro y ha cambiado lo que sabemos sobre el giro x de “seguro en el sentido de las agujas del reloj” a “50-50 de probabilidad de que sea en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj”.
Ésta es la base de nuestro experimento para determinar si la conciencia es necesariamente parte del proceso de “medición”. Nuestra hipótesis es que sin conciencia no hay medición, por lo que el espín x del electrón permanecerá en el sentido de las agujas del reloj, incluso si todos los aparatos físicos de medición estuvieran operativos. Sólo cuando un observador consciente observa el resultado de la segunda etapa (la medición y) el giro x se vuelve máximamente incierto, con la misma probabilidad de ser en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj.
Entonces nuestro experimento propuesto es este.
Comience con una medición del espín x del electrón. Configure un segundo aparato aguas abajo para medir el giro y. Mire el dial o no mire el dial de la máquina que registra el giro y. A continuación mida nuevamente el giro x. Predicción: Si es necesaria la conciencia para colapsar la función de onda, entonces los dos casos (mirar el dial y no mirar) deberían tener resultados estadísticamente diferentes. Si miraste el dial, se predice que la tercera medición será igualmente probable en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj alrededor de x. Si no miraste el dial, en realidad no se realizó ninguna medición y, por lo que la predicción es que la tercera medición siempre debería producir el mismo resultado que la primera.
La mayoría de los físicos dirían: “adelante, haz este experimento si quieres; sé cómo resultará”. Dirían que si miras el dial o no (en la segunda medición) no es posible que afecte los resultados de la tercera medición. Dirían que el aparato ya ha realizado la medición, mire o no el dial. Convencionalmente, el experimento tiene una baja probabilidad de éxito.
Démosle una mínima oportunidad. Cuando el experimentador mire el dial de medición del eje y, permítale realizar una pequeña acción en el mundo real como resultado. En el sentido contrario a las agujas del reloj significa que desayunaré tocino y huevos; en el sentido de las agujas del reloj tendré granola crujiente. O en el sentido contrario a las agujas del reloj iré en bicicleta al trabajo esta mañana, en el sentido de las agujas del reloj tomaré el metro. Cualquier par alternativo de acciones del mundo real sería suficiente para el propósito, siempre que se seleccionen con anticipación y el experimentador se comprometa de antemano a cumplir con el veredicto de la medición del eje y.
Creo que vale la pena hacerlo. Apuesto a que habrá alguna diferencia estadística entre los dos resultados, donde hay una consecuencia en el mundo real de que la medición del eje y versus el dial no se observa. Tal vez cuando no se observa el dial, el resultado será 60/40 en la medición posterior del eje x, mientras que la medición completamente observada será 50/50.
Mi esperanza es que alguien acepte este desafío y realmente haga el experimento.