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- Herausgeber: LID Editorial
- Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
- Serie: Biblioteca Braidot
- Sprache: Spanisch
- Veröffentlichungsjahr: 2024
Los grandes cambios en la humanidad han estado determinados por revoluciones. Algunas involucraron transformaciones radicales en la vida de las personas, otras han proporcionado enormes avances en la ciencia y la tecnología. Este libro se centra en la mayor revolución del conocimiento en los últimos tiempos: la revolución cuántica. Como toda revolución está llamada a cambiarnos la vida. ¿Cómo y por qué? el autor lo explica con detalle en un camino de entrelazamiento de conocimientos profundos y ejemplos sencillos. Al margen de los contenidos y de las teorías que conforman la física clásica y la cuántica, existe una frontera que las separa, y no se trata solamente de lo que se puede percibir a través de los sentidos o de aquello que la mente humana aún no registra en forma consciente. Se trata de ir más allá. En este sentido, el autor confiesa: En lo personal, y aun cuando profeso la religión católica, estoy convencido de que muchos hechos que las corrientes espirituales consideran milagros son, en realidad, proezas de la mente que (tarde o temprano) serán explicadas por la física cuántica. De hecho, durante mis investigaciones he descubierto que esta disciplina puede llegar a una visión del mundo mucho más cercana de lo que podemos imaginar, aun cuando la «máquina determinista» se empecine en negarlo.
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Braidot, Néstor
Revolución cuántica : por qué nos hará más felices / Néstor Braidot. - 1a ed - Ciudad Autónoma de Buenos Aires : LID Editorial Empresarial, 2024.
Libro digital, EPUB - (Biblioteca Braidot / Néstor Braidot ; 2)
Archivo Digital: descarga y online
ISBN 978-987-4467-54-6
1. Física Cuántica. 2. Neurociencias. I. Título.
CDD 535.15
© Néstor Braidot, 2024
www.braidot.com
© LID Editorial Empresarial SRL 2024
LID Editorial Empresarial, S.R.L.
A. Magariños Cervantes 1592 – CABA – Argentina
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CAPÍTULO 1
LA REVOLUCIÓN CUÁNTICA
Nuevos paradigmas para una nueva era
El nuevo paradigma en acción
Los grandes cambios en la humanidad han estado determinados por revoluciones. Algunas involucraron transformaciones radicales en la vida de las personas, como ocurrió con la Revolución rusa de 1917, la Revolución francesa de 1789 y la Revolución industrial en la segunda mitad del siglo XVIII.
Otras, como es el caso de las científicas y tecnológicas, han proporcionado enormes avances para mejorar la salud, el desempeño intelectual, la organización del trabajo, el progreso, la comunicación y el bienestar individual.
En esta obra analizaremos los contenidos fundamentales de la revolución cuántica, definida como la mayor revolución del conocimiento en los últimos tiempos, que comenzó a visualizarse con Max Planck en 1900 e involucró a varias figuras prestigiosas de su época y posteriores, particularmente en 1925, cuando se abordó el principio de indeterminación de Heisenberg1, y en 1933, cuando Erwin Schrödinger compartió el Premio Nobel de Física con Paul Dirac por su contribución al desarrollo de esta disciplina.
Estos avances se plasman en descubrimientos y verificación de teorías cuya aplicación adquiere, año tras año, mayor magnitud. Tanto es así que, en 2022, Alain Aspect, John F. Clauser y Anton Zeilingier reciben el Nobel de Física por sus trabajos sobre información cuántica focalizando en el principio de entrelazamiento, según el cual dos partículas subatómicas pueden permanecer fuertemente conectadas aun cuando estén separadas.
Si bien una de sus principales aplicaciones recaerá en la computación cuántica y el desarrollo de máquinas para resolver problemas complejos, no tengo dudas de que este fenómeno se produce también en objetos que se pueden ver, ya sea en forma natural o a través de un microscopio.
Física y espiritualidad, interacciones y fronteras
Al margen de los contenidos y de las teorías que conforman la física clásica y la cuántica, existe una frontera que las separa, y no se trata solamente de lo que se puede percibir a través de los sentidos (como un tren que se desplaza al lado de una carretera) o de aquello que la mente humana aún no registra en forma consciente (como la majestuosidad que existe en el infinito mundo de lo minúsculo). Se trata de ir más allá.
Por ejemplo, en la Universidad Complutense de Madrid, donde he tenido el honor de trabajar como profesor, un equipo ha descubierto cómo establecer esta frontera utilizando un método que permite determinar qué es lo que hace que un sistema sea más cuántico que otro, y cómo puede aplicarse esta información en equipos que utilizan tecnología cuántica2.
Paralelamente, y tal como apuntó Gary Zukav, existe una vanguardia que está experimentando con la física del porvenir, que si bien deja sin respuestas teóricas algunos fenómenos, la eficacia de sus aplicaciones es visible a través de la experiencia3.
Resumiendo:
Como ciencia “dura”, que es aquella cuyos contenidos pueden sistematizarse a partir del lenguaje matemático, la física cuántica está presente en cantidad de aparatos que utilizamos en la vida cotidiana, como láseres, paneles solares, microscopios avanzados, ordenadores ultra rápidos, criptografía y demás ámbitos en los que es necesaria la manipulación y el control de átomos y moléculas.
También se utiliza en aplicaciones biológicas y sociales, desde el momento que proporciona fundamentaciones científicas y, en varios casos, cuantificables, sobre el poder de la mente para vivir mejor y “curarnos” física y espiritualmente4.
En su libro Cuestiones Cuánticas Ken Wilber escribe que los grandes maestros (Bohr, Planck, Heisenberg y Puli) no se sumaron a la ola que relaciona la física con el misticismo, sin embargo, dice: “todos ellos fueron místicos declarados”. Si bien dejaron por sentado que ambas cuestiones no deben ser equiparadas, consideraban que la física y la espiritualidad “eran necesarias para un acercamiento completo, pleno e integral a la realidad”5.
En lo personal, y aun cuando profeso la religión católica, estoy convencido de que muchos hechos que las corrientes espirituales consideran milagros son, en realidad, proezas de la mente que (tarde o temprano) serán explicadas por la física cuántica. De hecho, durante mis investigaciones he descubierto que esta disciplina puede llegar a una visión del mundo mucho más cercana de lo que podemos imaginar, aun cuando la “máquina determinista” se empecine en negarlo.
El pensamiento complejo consiste en poner al descubierto un universo cambiante frente al cual la ciencia, el pensamiento o la cultura anteriores o normales ya no son suficientes.
El pensamiento complejo entraña un modo de aproximación al mundo y al ser humano que rechaza cualquier intento de interpretación simplificada y reduccionista “el paradigma de complejidad provendrá del conjunto de nuevos conceptos, de nuevas visiones, de nuevos descubrimientos y de nuevas reflexiones que van a conectarse y reunirse”.
Por otra parte, sus leyes tienen enormes repercusiones en el progreso que se desencadenó en otras áreas de la ciencia durante los últimos años. Sin entrar en el terreno del análisis epistemológico, dado que no es el objetivo de esta obra, cabe destacar que algunas clasificaciones tienen cimientos discutibles. Por ejemplo:
Se puede ubicar a la física cuántica como una ciencia dura por su base matemática y predictiva, sin embargo, aporta un campo de conocimientos avanzados para la utilización de la energía mental, otros aspectos compatibles con la psique y, paralelamente, con las denominadas ciencias de la complejidad, que constituyen una verdadera revolución del conocimiento6.
Física Cuántica. ¿Por qué nos cambiará la vida?
Llegados a este punto, y luego de introducirnos en lo que, en mi opinión, son solo algunas de sus principales aplicaciones, trataremos de establecer las principales diferencias entre la física clásica o newtoneana y la cuántica. A saber:
La física cuántica se define como la rama de ciencia que estudia la naturaleza a escala atómica y subatómica, es decir, que focaliza en el mundo de lo muy pequeño, como las moléculas, los átomos y sus componentes.
Algunos de los términos que se utilizan en esta disciplina nos resultan conocidos porque venimos familiarizados con ellos desde la enseñanza media, como protones, electrones y neutrones, mientras que otros son muy novedosos.
Por ejemplo (y luego de intensos debates) hoy se acepta que los protones y los neutrones están hechos de partículas elementales denominadas quarks, y que cada quark tiene su correspondiente partícula de antimateria: el antiquark. Nada es eso: también existen partículas hechas de un quark y un antiquark7.
Como vemos, no se trata de algo sencillo, entre otras razones, porque un quark siempre está asociado a otro quark, es decir, no tienen una existencia aislada. Precisamente, uno de los grandes problemas a los que se enfrenta la física es que el número de partículas es tan gigantesco que no todas pueden ser elementales (las partículas elementales son aquellas que no están formadas por otras más pequeñas).
Con la finalidad de amenizar esta parte de la lectura, te apunto al pie un artículo muy didáctico publicado en el diario El País (España) por el profesor Álvaro de Rujula8. De momento, rememoremos un concepto que casi todos hemos aprendido:
Un átomo es la partícula más pequeña en la que se puede dividir un elemento sin que este pierda sus propiedades químicas.
Se compone estructuralmente por un núcleo y tres partículas subatómicas: el electrón, el protón y el neutrón, que giran a su alrededor.
Este gigantesco y apasionante mundo que no podemos captar por el sentido de la vista es muy distinto del que se puede observar. Por ejemplo, sabemos que existe la Luna porque se la puede ver; también sabemos que existen los electrones, pero nadie los ha visto. Esto explica por qué en los libros hay dibujos, pero nunca fotografías o imágenes reales de estos.
Asimismo, la mayoría de las discusiones se generan debido a que las partículas ínfimas se comportan de forma muy extraña con relación a lo que se puede percibir a través de los sentidos. Por ejemplo, cuando le decimos a un niño que tenga cuidado con el helado que está disfrutando porque, si lo suelta, caerá al piso y se derramará, estamos utilizando la teoría de Newton sobre la gravedad, un fenómeno que comprobamos cotidianamente.
En el mundo cuántico no sucede lo mismo.
Algunas partículas, como los electrones, no se pueden observar, pero se pueden sentir, por ejemplo, cuando tocamos a otra persona y nos da un chispazo.
Veamos otro ejemplo: todos podemos identificar una fuente de agua para beber porque una partícula de luz (en este caso, un fotón) ha impactado en ella, ha rebotado y ha ido hacia nuestros ojos. Si no se produjera este fenómeno, no sabríamos que existe9.
Es decir, que para registrar un objeto, una cascada, una persona, un edificio o cualquier cosa que pueda ser captada por el sentido de la vista, tiene que haber algo que interactúe con ello y vuelva hacia nuestros ojos. En el ejemplo, un haz de luz muy pequeño viaja hasta la fuente, rebota y regresa a la retina de quien la observa.
Físicamente, la fuente es macroscópica y los fotones que impactan en ella no la afectan. En cambio, cuando un fotón choca con un electrón lo altera muchísimo. Es algo así como si a la fuente, en vez de un haz de luz, le cayera encima una nave espacial fuera de control.
Tal como lo expresó Max Planck, doctorado en Física ¡a los 21 años!:
La física cuántica considera que la naturaleza nos pone un límite a lo que podemos conocer, y rompe con teorías físicas anteriores debido a que no se puede decir con certeza lo que ocurrirá.
La palabra certeza es clave en esta expresión, dado que uno de los científicos más escépticos durante los inicios de esta disciplina fue Albert Einstein, cuya famosa frase: “Dios no juega a los dados” reflejaba su malestar por la falta de determinación de la física cuántica. Sin embargo, luego adoptó las ideas de Planck para explicar que las ondas de luz operan también como una corriente de partículas.
En realidad, todos los físicos están de acuerdo en que las cosas pequeñas se comportan tal como dice la física cuántica, incluso de manera extraña.
Cuando comenzó a investigarse el mundo subatómico, una de las mayores sorpresas fue descubrir que el campo magnético de los átomos es tan grande que parece estar vacío.
En la figura siguiente resumo algunos conceptos que te ayudarán a comprender otros a medida que avances:
• Existe un campo invisible de información y energía que unifica toda materia10.
• La materia es un componente infinitesimal en comparación con el espacio que ocupa la energía.
• Solo cuando prestamos atención y observamos la materia, ese campo de energía invisible se plasma en una partícula. Esto se denomina colapso de la función de onda o evento cuántico.
• Una partícula tiene probabilidades de estar en varios estados a la vez. Esto es lo que se conoce como superposición de estados.
• La materia está formada por átomos llenos de vacío cuyo comportamiento se describe mediante probabilidades matemáticas.
En 2013, un equipo de la Universidad de Colorado logró demostrar que el principio de incertidumbre funciona también en objetos visibles y palpables11.
Para entender lo que esto significa es necesario explicar lo siguiente:
Según el principio de incertidumbre, las propiedades de una partícula se hallan en estado de superposición. Por eso no es posible determinar (simultáneamente y en forma precisa) su ubicación y movimiento12.
Por ejemplo: en el mundo subatómico la posición de un electrón puede detectarse al hacerlo chocar con un fotón, y esta colisión lo modifica. Ello se entiende mejor si lo pensamos hipotéticamente a nivel macroscópico: imaginemos que la única forma de saber dónde se encuentra un dron es lanzando otro contra él. Solo si chocan y ambos caen a tierra, sabremos dónde estaba el primero, pero no podremos detectar dónde fue lanzado, tampoco la velocidad a la que se desplazaba.
En ambos casos lo observado se altera: el electrón (a nivel subatómico) y el dron (dado que caería al suelo y colapsaría). Es decir, siguiendo a Heisenberg, el simple acto de observar una partícula subatómica altera su estado natural, y no es posible saber cuáles eran su posición y velocidad antes del colapso.
En este capítulo y los siguientes nos concentraremos en indagar el alcance de esta disciplina para ayudarnos a comprender la vida misma, incursionando en temas que van más allá del estudio de las interacciones de partículas subatómicas, analizando la influencia de fenómenos que no pueden observarse a simple vista, así como aquellos sobre los que se avanzó mucho, pero siguen sin dilucidarse en su totalidad, como el origen de la consciencia.
Parece complicado y en realidad lo es. El mismo Einstein intentó demostrar que no podía ser que el mundo se comportara de una forma tan rara, por ejemplo, que algo suceda en dos lugares a la vez.
Hoy se considera que en esto el gran físico estuvo equivocado, aun cuando muchas de las cosas que predice la física cuántica resultan extrañas para todos, no solo para Einstein.
Llegados a este punto, es muy importante subrayar el alcance de un término que caracteriza y, en cierto modo, define sus conclusiones y hallazgos: probabilidades.
Las probabilidades pueden considerarse una rama de las matemáticas que se ocupa de medir o determinar cuantitativamente, la “posibilidad de que un suceso o experimento produzca un determinado resultado”. Por ejemplo:
El electrón que gira alrededor de un núcleo nunca puede ser localizado con precisión, solo como probabilidad, debido a que la ciencia actual no puede determinar de manera precisa ni su ubicación ni su trayectoria13.
A priori, daría la impresión de que una ciencia basada en probabilidades puede ser incompleta, como decía Einstein, o insegura, como aventuraron algunos, sin embargo, la física cuántica tiene infinitas aplicaciones.
Además de todo lo que veremos sobre el poder de la energía mental para vivir mejor psíquica y físicamente, sus avances se utilizan en un enorme campo de actividades, como algunas loterías (para generar de números aleatorios), la fabricación de los relojes atómicos que utilizan los GPS para guiarnos con eficacia y rapidez por el mejor camino, y los relacionados con la computación y la tecnología ya descritos14.
Diferencias con la física newtoniana
La física clásica comprende los estudios de la mecánica clásica iniciada con las leyes de Newton publicadas en 1687. En esta disciplina los cálculos son precisos, no probabilísticos, por ejemplo, sabemos que una señal viaja en el espacio a cierta velocidad para transportar información desde un lugar de la Tierra hasta la Estación Espacial Internacional, y que ello implica una determinada cantidad de tiempo. Es decir, ambas variables se pueden medir.
Asimismo, cualquier partícula (entendida aquí como una parte muy pequeña de alguna cosa) puede ser descrita con las leyes de la física clásica, siempre que sea más grande que un átomo o una molécula y cumpla con las leyes de Newton y sus variables fundamentales.
Cuando se estudia el movimiento de las personas, los aviones, los planetas, los coches o la caída de una fruta sobre el césped, se lo hace bajo el paraguas de la física clásica. Por lo tanto, una de las diferencias fundamentales entre la física clásica y la cuántica reside en la medición.
Aplicando la física newtoniana, se puede calcular con exactitud cuánto tardará un tren en ir desde Roma a Milán a una velocidad determinada, siempre que no se produzca algún contratiempo.
En física cuántica la medición no es posible porque en el mundo subatómico las leyes son diferentes. Por ejemplo, el electrón que gira alrededor de un núcleo nunca puede ser localizado con precisión, solo como probabilidad, es decir, que no se puede determinar ni medir su trayectoria.
Otro concepto central en la física newtoniana es el de dinámica, que estudia la relación entre las fuerzas que actúan sobre un cuerpo y los efectos que producirán sobre sus movimientos.
Desde esta perspectiva, un sistema material tiene siempre un estado que está definido por su posición y velocidad. Por ejemplo, un fotón se mueve a la velocidad de la luz.
Si colocamos una bombilla y una pantalla, cada punto de la pantalla tiene la misma probabilidad de recibir algún fotón15.
Como vemos, para la física newtoniana el movimiento es el cambio de posición de un cuerpo mientras transcurre el tiempo. Por caso, la famosa tortuga británica Bertie, que ganó un nuevo Récord Guinness, puede alcanzar 100 metros en seis minutos, un avión de pasajeros puede recorrer 1040 kilómetros en una hora.
Sintetizando:
• En física clásica el movimiento es el cambio de posición de los cuerpos en un eje de tiempo con respecto a un sistema de referencia desde el cual se los observa.
• En física cuántica se introduce la función de onda para describir el movimiento de una partícula, por ejemplo, un electrón, pero no puede predecirse su posición exacta, sino la probabilidad de que esté en determinado lugar y en un momento dado.
Probabilidades y certezas
Debido a la asociación tiempo-movimiento que estudia la física clásica, el mundo está repleto de aparatos para medir velocidades (como los que se encuentran en los coches, los trenes y los aviones) y el tiempo que transcurre durante el desplazamiento de un vehículo en equis cantidad de kilómetros (relojes, cronómetros, etc.).
El instrumental que se utiliza puede ser sencillo, como el descrito, o complejo, como el que se utiliza para estudiar el movimiento de los asteroides y los planetas.
En todos los casos: si se quiere saber dónde se encuentra un cuerpo, hay que especificar su posición en el espacio estableciendo un punto fijo que se llama origen, y contar con un sistema para medir posiciones a partir de él con exactitud.
Claramente, estoy haciendo una aproximación elemental, dado que, además de tomar en cuenta velocidad y distancia, la física clásica también estudia fenómenos como el de la aceleración, la termodinámica, la óptica y la acústica, entre otros muy importantes. Lo que quiero destacar aquí es lo siguiente:
A diferencia de la cuántica, que se basa en probabilidades, la física clásica se basa en certezas y es determinista, en el sentido de que el estado futuro de un sistema cerrado depende exclusivamente de su estado actual.
La consciencia y el poder de la mente en neurocuántica
En filosofía, la consciencia se suele definir como el conocimiento de la propia existencia, lo cual implica reconocer la realidad circundante e interactuar con ella. Para la mayoría de los neurocientíficos, es el resultado de una serie de procesos que se producen en el cerebro y tienen tal nivel de complejidad que aún no se sabe realmente cómo funciona.
Para el físico estadounidense Richard Feymann, la física cuántica tendrá una gran aplicación en el estudio de la consciencia porque es la mejor disciplina para describir el mundo a nivel de átomos y partículas subatómicas.
Roger Penrose16, quien, junto a Stephen Hawking es considerado uno de los físicos teóricos más importantes de nuestro tiempo, está convencido de que “la capacidad humana para sostener determinados estados mentales no es una característica de la percepción sensorial, sino un efecto cuántico”, y sugiere que las estructuras que participan en los aspectos superiores de la consciencia pueden ser los microtúbulos que se encuentran en todas las células, incluidas las neuronas17.
Los microtúbulos son estructuras de 25 nanómetros de diámetro y un milímetro de longitud.
Están formadas por proteínas denominadas tubulinas y se estudian con intensidad para comprender el fenómeno de la consciencia.
Todas las células tienen microtúbulos que organizan su forma y sus funciones, permitiendo la integración con el medio ambiente.
Partiendo de esta base:
La mente se asocia con un cerebro cuántico, donde los microtúbulos y el agua desempeñan un papel fundamental.
Junto a Hameroff, Penrose demostró que, a diferencia del cerebro biológico, que solo trabaja con su red neuronal, el cerebro electromagnético cuántico (que incorpora los microtúbulos que computan datos a un nivel subneuronal) puede interaccionar con la información presente en un campo más amplio, basado en la resonancia cuántica de la información18.
En su libro La nueva mente del emperador
