Cometas y gatos de Schrödinger

Ayer tuve de nuevo el honor, por segunda vez, de ser el invitado especial en el coloquio-debate que tuvo lugar en la Escuela Politécnica de Ingeniería de Gijón con motivo de la celebración del curso "Ciencia y Cine". En esta ocasión, la película proyectada fue "Coherence". Pasé un buen rato en compañía de todos los estudiantes y otras personas que por allí se acercaron y tuvieron a bien charlar, preguntar y debatir sobre todo lo que tuvimos ocasión de ver en la pantalla y alguna cosa más. Lástima que el tiempo apremiase y no pudiese aclarar y explicar mejor muchas de las cuestiones que allí se suscitaron. Pido perdón a los asistentes, de todo corazón. Quizá en otra ocasión.

El argumento de la película es muy sencillo: un grupo de amigos se reúne en casa de uno de ellos para cenar y pasar una velada agradable. Comen, beben y charlan de lo divino y lo humano. Repentinamente, se produce un corte de luz y la casa se queda a oscuras. A partir de aquí comienzan a suceder cosas extrañas. Suenan unos golpes en la puerta, la abren y encuentran una nota pegada en ella. Salen a mirar fuera y no ven a nadie, la calle está en silencio, no hay coches, ni personas y no hay suministro eléctrico ni funciona Internet. En el cielo brilla la luz de un cometa. Hugh, uno de los protagonistas decide ir a casa de su hermano, que vive en las cercanías. Al llegar observa por la ventana que en la casa hay una mesa y alrededor de ella se encuentran cenando las mismas ocho personas que en la casa de la que salió, es decir, en casa de su hermano hay una segunda versión de él y sus amigos, exactamente iguales, haciendo las mismas cosas. A partir de este momento, la acción comienza a complicarse. Al parecer, el paso del cometa "cerca" de la Tierra ha generado un número indeterminado de realidades alternativas, de mundos paralelos que comienzan a interactuar unos con otros. El experimento del gato de Schrödinger se ha hecho realidad.

Si habéis leído hasta aquí, me imagino que os encontraréis, como poco, confundidos. De hecho, esa es la pretensión de la película. ¿Qué sucedería si cada vez que tomásemos una decisión en nuestra vida se generasen tantas realidades paralelas, tantos mundos distintos como opciones diferentes hubiésemos tenido y sendas versiones de nosotros mismos viviesen en esas otras realidades con cada una de las decisiones tomadas? Es decir, la película nos plantea desde un punto de vista cinematográfico, artístico, filosófico, en un contexto de ciencia ficción, la cuestión de las interpretaciones de la mecánica cuántica, más en concreto, una de ellas: la debida a Hugh Everett III, también conocida como "de los muchos mundos", aunque originalmente él le otorgó el nombre mucho menos "sugerente" de "metateoría del estado relativo".

Las ideas de Everett fueron publicadas en su tesis doctoral, dirigida por nada menos que John Wheeler (quien acuñó por primera vez términos como "agujero negro" y "agujero de gusano") en 1957. En ella, su autor proponía que al llevar a cabo la medida de una propiedad cuántica de un determinado sistema que se encontraba en un estado superpuesto de otros estados cuánticos "básicos" (en concreto, una combinación lineal de los mismos, según el lenguaje empleado en mecánica cuántica), la función de onda original, en efecto, colapsaba, en uno de dichos estados cuánticos "básicos", dando lugar al conocimiento del valor de la propiedad cuántica buscada. Sin embargo, Everett iba mucho más allá, ya que además, aseguraba, la función de onda también colapsaba en todos los demás estados cuánticos "básicos", pero cada uno de ellos en una realidad alternativa distinta de la primera, la que nosotros observamos.

Para explicar un poco todo esto (sin pretender aclarar nada que no se haya dicho hasta la saciedad) os pondré el ejemplo de un electrón. Esta partícula elemental puede tener espín positivo o espín negativo. Antes de medir esta propiedad física, el estado concreto del electrón nos es desconocido, es decir, no sabemos si el espín es uno u otro (ni siquiera tiene mucho sentido plantearse esta cuestión, según la interpretación "estándar" de la mecánica cuántica, también conocida por "interpretación de Copenhague"). La función de onda del electrón es una combinación lineal de ambos estados, el correspondiente al espín positivo y el correspondiente al espín negativo (estos dos estados son los que he llamado "básicos" más arriba). Cuando procedemos a medir el espín del electrón, la función de onda colapsa y toma únicamente la forma de uno de estos dos estados cuánticos "básicos", con lo que nuestros instrumentos nos informarán de que el espín es o bien positivo o bien negativo, pero solamente una de estas dos posibilidades. Imaginemos que hemos llevado a cabo la medida aludida y obtenemos el resultado "espín positivo". Para la escuela de Copenhague, comandada por el almirante Niels Bohr, ahí termina todo. Para Hugh Everett, el acto mismo de medir ha generado un "mundo paralelo" al nuestro, otra realidad distinta y absolutamente real en la que el resultado ha sido "espín negativo". Dos realidades distintas, dos resultados distintos. En caso de que la propiedad cuántica medida hubiese tenido más posibilidades (no solo dos, como en este caso particular), Everett afirmaba que se producían simultáneamente todas y cada una de ellas. Este acto era irreversible e inevitable, aunque con una dificultad añadida: dichas realidades se encontraban "desintonizadas" unas de otras y jamás podrían interactuar entre sí. Dicho en lenguaje ordinario: nunca tendremos conocimiento de nuestro "otro yo" que ha medido el espín negativo en la otra realidad alternativa, en el otro mundo paralelo; ni él tendrá conocimiento de mí y mi resultado de espín positivo en esta mi realidad. En 1970, Dieter Zeh atribuyó esta imposibilidad de interacción entre los muchos mundos de Everett a lo que él llamó "decoherencia cuántica".

La tesis doctoral de Everett contrastaba con el célebre experimento mental del "gato de Schrödinger", propuesto por el mismo Erwin Schrödinger en 1935 (más de 20 años antes). La intención del famoso "inventor" de la ecuación más emblemática de la física moderna era poner de manifiesto el problema de la medida en mecánica cuántica. Para ello se le ocurrió algo que él mismo tachó de ejemplo "ridículo". Imaginó un gato dentro de una caja de acero opaca, junto con una sustancia radiactiva que tenía un 50 % de probabilidad de desintegrarse; si esto sucedía, un mecanismo liberaba un veneno que mataba al gato. A priori, y siempre según la interpretación de Copenhague, el gato se encuentra en una superposición de dos estados simultáneamente: gato vivo y gato muerto, sin que ninguno de ellos se manifieste hasta que no se proceda a abrir la caja y mirar dentro (es decir, hasta que efectuamos la medida). Una vez que abrimos y miramos en el interior la función de onda del gato que describe la propiedad que queremos medir (la vida del gato, en este caso) colapsa y toma uno de los dos valores posibles, solamente uno, como consecuencia de que se haya desintegrado o no la sustancia radiactiva: gato muerto o gato vivo. Para Schrödinger este hecho era manifiestamente absurdo, pues la lógica indica que el gato no puede estar vivo y muerto al mismo tiempo. ¿Qué pretendía con su experimento mental? Al contrario de lo que la mayoría de las personas pueden pensar y se quedan atascadas en el ejemplo "literal" del gato vivo y el gato muerto, el bueno de Schrödinger tenía una intención mucho más sutil, a saber, que la mecánica cuántica no resultaba adecuada si se aplicaban sus preceptos a los sistemas macroscópicos, a los objetos cotidianos. En cambio, los  resultados que proporcionaba cuando se aplicaba su formalismo al mundo de las partículas elementales y subatómicas eran extraordinariamente asombrosos y precisos, además de contrarios a la física clásica o la intuición humana. Everett, 22 años más tarde propuso la solución al enigma planteado por Schrödinger: el gato estaba vivo en una realidad y muerto en la otra, ambas realidades generadas en el preciso instante en que se abre la caja.

Y todo lo anterior sale a relucir en la película "Coherence", que no quiero destriparos excesivamente porque creo que merece la pena que la veáis, si es que aún no lo habéis hecho. La película, efectivamente, va un paso más allá de Schrödinger y de Everett. ¿Por qué? Pues porque no se queda simplemente en que los mundos de Everett sean reales, sino que además estas muchas realidades empiezan a interactuar unas con otras, dando lugar a situaciones realmente angustiosas para los personajes y para el espectador. De ahí el título de la película: "coherencia". Si los mundos de Everett no interaccionan unos con otros debido a la decoherencia cuántica, esto quiere decir que si de alguna forma fuésemos capaces de mantener la coherencia cuántica y esta no se deshiciese (cómo se haga esto es harina de otro costal) las distintas realidades alternativas podrían llegar a entremezclarse y podríamos llegar a encontrarnos, charlar, beber, o incluso asesinar a nuestros otros "yo". Quién sabe...

P.D. Según mis cortas entendederas, en la película, se emplea el paso del cometa por la Tierra como el elemento desencadenante de todo el percal cuántico que os acabo de relatar. He pensado profundamente durante toda la noche en este asunto y no he llegado a ninguna conclusión medianamente razonable. Espero que sepáis disculpar mi ignorancia.