¿Existe la realidad?: el experimento que comprueba por primera vez que a nivel cuántico no hay hechos objetivos

En la vida diaria hay hechos indiscutibles.

Por ejemplo, si dos personas observan una pelota de tenis, ambos aceptarán que es una esfera. O si lanzan una piedra, no podrán negar que volará por los aires y luego caerá al suelo.

Esos son "hechos" y conforman lo que llamamos "realidad". Son cosas que seguirán siendo ciertas, sin importar quién las observe, o incluso si nadie las observa.

El asunto, sin embargo, se complica cuando nos trasladamos a escalas nanométricas en las que, según la física cuántica, la reglas que rigen nuestro mundo parecen no aplicarse de la misma manera.

A ese nivel, suceden cosas extrañas que hasta ahora solo se han formulado de manera teórica, pero un grupo de investigadores afirma que, por primera vez, lograron demostrar en un experimento que a nivel cuántico no existen los "hechos objetivos" y que la realidad depende de quien la mire.

Puntos de vista

La teoría cuántica sostiene que el observador de un hecho influye en la manera en que ese hecho es percibido.

Es como decir que una misma pelota de tenis, para alguien puede ser una esfera pero para otro un cubo.

Para comprobarlo, físicos de la Universidad Heriot-Watt en Escocia, idearon un experimento que involucró cuatro observadores: Alice, Amy, Bob y Brian.

Estos personajes no son personas, en realidad son cuatro sofisticadas máquinas en un laboratorio.

La prueba consistió en que a Alice y Bob recibían un mensaje, que en este caso fue un fotón, que es una partícula cuántica de la cual está compuesta la luz.

Luego, Alice y Bob enviaban ese fotón a Amy y Brian, es decir le transmitieron el mensaje.

Y aquí va lo sorprendente: a pesar de que Alice y Bob le enviaron la misma información a Amy y Brian, estos dos últimos tuvieron la posibilidad de interpretarlo de una manera diferente.

El proceso es bastante complejo, pero es como si se formara un teléfono roto en el que un mismo mensaje se transforma a medida que pasa de una persona a otra.

Esto resultado está relacionado con un concepto de la mecánica cuántica, que dice que las partículas pueden entrelazarse y cambiar depende dependiendo "quién" las mire.

Para entender mejor las implicaciones de experimento, en BBC Mundo conversamos con el físico Alessandro Fedrizzi, líder de la investigación, quien trabaja como profesor en el Instituto de Fotónica y Ciencias Cuánticas de la Universidad Heriot-Watt.

¿Cuál el principal aporte de este experimento?

El mensaje es que en la teoría cuántica no hay hechos objetivos. Con esto nos referimos a que un mismo hecho no se ve de la misma manera para dos observadores.

Esto es algo que normalmente no esperamos en la ciencia, porque en ciencia es muy importante que los hechos sean iguales para todos los observadores.

Esta es la primera vez que alguien conduce un experimento que muestra que los hechos no son universales a nivel cuántico.

Cuando hablamos de hechos en la vida real, son cosas que se pueden verificar muy rápido. Lo que decimos es que en la teoría cuántica, a un nivel profundo, los hechos no son objetivos para los observadores.

¿Eso quiere decir que los hechos no existen?

Los hechos existen, pero pueden que sean subjetivos. En la ciencia es muy importante que haya hechos en los que todos podamos estar de acuerdo, eso es lo que permite el desarrollo de la ciencia. Cualquier cosa que entendamos como un hecho científico, es algo en lo que todos podemos estar de acuerdo.

Ahora, resulta que en la teoría cuántica puede que ese no sea el caso, es decir, distintos observadores pueden tener acceso a distintos hechos que pueden coexistir entre ellos.

En la vida diaria eso difícilmente nos afectará, pero significa que tendremos que reescribir o cambiar nuestra comprensión de lo que realmente significa la mecánica cuántica a nivel fundamental.

¿Este experimento puede tomarse como una prueba de que existen los "hechos alternativos"?

He visto gente que toma este experimento como una forma de decir que en realidad sí hay "hechos alternativos". Esta gente siempre dirá lo que se ajuste a sus creencias, pero nada de lo que vimos en nuestra investigación respalda esas afirmaciones.

¿Existe la realidad a nivel cuántico?

Aún hay debate sobre si los sistemas cuánticos tienen un realidad, algunos dicen que sí, otros dicen que no. Este experimento no redefine lo que es la realidad, cuestiona más bien cómo percibimos esa realidad y plantea que la realidad que observa un individuo, puede que no sea la misma que observa otro.

¿Hay una frontera en la que las leyes de la física que vemos en la vida diaria comienza a cambiar?

Los cálculos que se utilizan en la ciencia no marcan una línea entre lo cuántico y lo que llamamos clásico. Las fórmulas no nos dan una regla acerca de en qué punto las cosas dejan de ser clásicas.

En teoría, yo podría describir cualquier cosa, incluyendo el universo entero, como un sistema cuántico, sin embargo, a nivel experimental aún estamos tratando de encontrar si hay una frontera, pero hasta ahora los sistemas que hemos podido ver que se rigen por la mecánica cuántica son muy pequeños, son sistemas de nanogramos o microgramos.

¿Cómo así?

Yo podría describir una pelota de tenis usando las reglas de la mecánica cuántica, pero lo que ocurre es que las propiedades cuánticas que ella tiene son imperceptibles en un objeto tan grande. Las cantidades que se obtienen del tratamiento cuántico de este objeto tan grande nos dicen que los efectos cuánticos a esta escala simplemente no pueden ser observados en el mundo real.

Eso no significa que no sea cuántico, solo significa que los efectos no son visibles a esa escala. Pero actualmente, no estamos en capacidad de decir si la pelota de tenis es un sistema clásico o un sistema cuántico.

¿Cuál es el siguiente paso?

Quisiéramos aplicar este experimento con observadores más y más grandes, quizás algún día con observadores conscientes. Quizás fallará, en ese caso podremos concluir que en realidad sí hay una escala por encima de la cual la mecánica cuántica ya no se aplica.

Pero si funciona, una conclusión podría ser que incluso para observadores humanos, las observaciones pueden ser subjetivas.

En ese punto, quizás necesitemos cuestionar incluso la realidad de los hechos objetivos que percibimos en nuestra vida cotidiana.

Al-Jahiz, el filósofo musulmán que tuvo la idea de la evolución 1.000 años antes que Darwin

La teoría de la evolución, del científico británico Charles Darwin, es una de las piedras angulares de la ciencia moderna.

La idea de que las especies cambian gradualmente con el tiempo a través de un mecanismo llamado selección natural revolucionó nuestra comprensión del mundo viviente.

En su libro de 1859, "Sobre el origen de las especies", Darwin definió la evolución como un "descenso con modificaciones", demostrando cómo las diferentes especies emergen de un ancestro compartido.

Pero parece que la propia teoría de la evolución también tiene un ancestro en el mundo islámico.

Selección natural

Alrededor de mil años antes de que lo hiciera Darwin, un filósofo musulmán que vivía en Irak, conocido como al-Jahiz, escribía un libro sobre cómo los animales cambian a través de un proceso que él llamó "selección natural".

Su nombre real era Abu Usman Amr Bahr Alkanani al-Basri, pero la historia lo recuerda por su apodo, al-Jahiz, que significa alguien con ojos saltones.

No es la forma más amable de llamar a alguien, pero la fama de al-Jahiz vive en su libro seminal, "Kitab al-Hayawan" (El libro de los animales).

Nació en el año 77 dC en la ciudad de Basora, sur de Irak, en una época en que el movimiento Mutazilah -una escuela de pensamiento teológico que abogaba por el ejercicio de la razón humana- estaba ganando terreno en la región.

Fue durante la cima del poderío abasí. Las obras académicas se tradujeron del griego al árabe y en Basora se llevaron a cabo importantes debates sobre religión, ciencia y filosofía que dieron forma a la mente de al-Jahiz y lo ayudaron a formular sus ideas.

El papel fue introducido en Irak por los comerciantes chinos, lo que impulsó la difusión de ideas, y el joven al-Jahiz comenzó a escribir sobre una variedad de temas.

Sus intereses cubrieron muchas áreas académicas, incluyendo ciencia, geografía, filosofía, gramática árabe y literatura.

Se cree que produjo 200 libros durante su vida, pero solo un tercio de ellos sobrevivió hasta nuestros días.

"El libro de los animales"

Su obra más famosa, "El libro de los animales", está diseñada como una enciclopedia que presenta 350 animales. Allí al-Jahiz postula ideas que se parecen mucho a la teoría de la evolución de Darwin.

"Los animales se involucran en una lucha por la existencia y los recursos, para evitar ser comidos y reproducirse", escribe al-Jahiz.

"Los factores ambientales influyen en los organismos haciendo que desarrollen nuevas características para asegurar la supervivencia, transformándolos así en nuevas especies".

Continúa diciendo: "Los animales que sobreviven para reproducirse pueden transmitir sus características exitosas a sus descendientes".

Estaba claro para al-Jahiz que el mundo viviente estaba en una lucha constante por sobrevivir, y una especie siempre era más fuerte que otra.

Para sobrevivir, los animales tenían que tener características competitivas para encontrar alimento, evitar convertirse en el alimento de otra persona y reproducirse. Esto los obligó a cambiar de generación en generación.

Las ideas de al-Jahiz influyeron a otros pensadores musulmanes posteriores. Su trabajo fue leído por hombres como al-Farabi, al-Arabi, al-Biruni e Ibn Khaldun.

El "padre espiritual" de Pakistán, Muhammad Iqbal, también ampliamente conocido como Allama Iqbal, observó la importancia de al-Jahiz en su colección de conferencias, publicadas en 1930.

Allí resaltó que "fue al-Jahiz quien señaló los cambios que se producen en la vida de los animales debido a la migración y los cambios en el medio ambiente".

"Teoría mahometana"

La contribución del mundo musulmán a la idea de la evolución no era un secreto para el intelectual europeo del siglo XIX. De hecho, un contemporáneo de Darwin, el científico William Draper, hablaba de la "teoría de la evolución mahometana" en 1878.

Sin embargo, no hay evidencia de que Darwin estuviera familiarizado con el trabajo de al-Jahiz, o de que entendiera árabe.

El naturalista británico merece legítimamente su reputación como un científico que pasó años viajando y observando el mundo natural, y que fundó su teoría con detalles y claridad sin precedentes, transformando la forma en que pensamos sobre el mundo.

Pero el periodista científico Ehsan Masood, quien ha realizado una serie documental radial para la BBC llamada "Islam and Science" (El Islam y la Ciencia), dice que es importante recordar a otros que han contribuido a la historia del pensamiento evolutivo.

Creacionismo

También resalta que el creacionismo no pareció existir como un movimiento significativo durante el siglo IX en Irak, cuando Bagdad y Basora fueron los principales centros de aprendizaje avanzado en la civilización islámica.

"Los científicos no pasaron horas examinando pasajes de Revelación para ver si se comparaban con el conocimiento observado del mundo natural", escribió Masood en un artículo sobre al-Jahiz en el periódico británico The Guardian.

"En lugar de eso, salieron y trataron de descubrir cosas por sí mismos".

Al final, fue la búsqueda de conocimiento lo que provocó la muerte de al-Jahiz. Se dice que a la edad de 92 años, cuando intentaba alcanzar un libro de una estantería pesada, este se derrumbó encima de él, matándolo.