David Wallace, físico y filósofo: “Probablemente existen universos paralelos”

“Calla y calcula”. Este es el mantra que, medio en broma, medio en serio, se dice que muchos físicos han usado para no pensar mucho en las consecuencias filosóficas de la mecánica cuántica, la teoría física que mejor describe el mundo de las partículas elementales. A pesar de que propone una descripción de la realidad muy extraña, es la teoría más exitosa de la historia. Por eso, muchos la usan como una mera herramienta de cálculo, como quien hace funcionar un robot de cocina. David Wallace, físico y filósofo del Pittsburgh Quantum Institute de Estados Unidos, no ha aceptado nunca este mantra y se ha dedicado a pensar en la mecánica cuántica hasta las últimas consecuencias. Y ha llegado a una conclusión sorprendente: la existencia de universos paralelos es la manera más conservadora de interpretar esta teoría. Lo ha defendido esta semana en una conferencia en el Centre de Cultura Contemporània de Barcelona en el marco de la XIV edición del Congreso Internacional de Ontología, que se celebra en San Sebastián, Barcelona y la Coruña del 28 de septiembre al 14 de octubre.

La relación entre física y filosofía es uno de los asuntos más antiguos de la historia de las ideas.

— En cierto modo, sí, porque, de hecho, no se puede establecer una distinción clara entre física y filosofía hasta el siglo XVII. Después, las disciplinas científicas se han ido apartando de la filosofía a medida que han desarrollado su metodología. La biología lo hizo hace 150 años y la psicología hace 100, por ejemplo.

Este asunto se volvió más apasionado a principios del siglo XX con la aparición de la mecánica cuántica.

— Probablemente, porque entonces hubo cambios enormes en la física. Conceptos que parecían muy sólidos quedaron desfasados. Y cuando hay cambios tan profundos, es habitual que los científicos se interesen más por los fundamentos de su campo. Además, entonces el centro de gravedad de la física mundial era Alemania, un espacio en que había un diálogo muy fluido entre física y filosofía.

¿Por qué la mecánica cuántica intensificó tanto el asunto?

— Por que es una teoría que parece que no tenga sentido a la hora de describir el mundo. Parece que diga que un átomo puede estar en un lugar y en otro a la vez, o que se puede mover en sentidos opuestos al mismo tiempo. Y esto, como mínimo, es extraño. Para salir de esto, puedes pensar que el mundo microscópico no se puede entender con un cerebro mamífero diseñado para las cosas de medida mediana. Pero si la interpretas literalmente, la mecánica cuántica también parece decir que si quieres medir una partícula que está en dos lugares a la vez con un aparato, la aguja del aparato que indica la posición también estará en dos lugares a la vez. Este problema de la medida es el núcleo del rompecabezas filosófico que hay en esta teoría. Porque esta idea, llevada al extremo, conduce al famoso gato que está vivo y muerto al mismo tiempo. Y esto es contraintuitivo, una locura, de hecho, porque contradice lo que vemos a nuestro alrededor. En este sentido, la mecánica cuántica no se deja entender tal y como entendemos otras teorías científicas.

La teoría cuántica se ha interpretado de muchas maneras. Una de ellas es mediante la existencia del multiverso, es decir, una serie de universos paralelos. Usted defiende que esta es la mejor manera de entenderla.

— Yo creo que sí. Pero quiero hacer una aclaración: no es que tengamos la mecánica cuántica y para darle sentido tengamos que añadir un multiverso. Esto sería una manera alocada de hacer las cosas. Lo que pasa es que, si intentamos entender muy bien la teoría, ella misma nos está diciendo que hay un multiverso.

¿No hay alternativas al multiverso, pues?

— Para buscar formas alternativas de entenderla, se tienen que cambiar o bien los fundamentos físicos de la teoría o bien los filosóficos. Cambiar la base filosófica consistiría en renunciar a encontrar sentido a la teoría como una descripción del mundo y, en cambio, entenderla como una herramienta instrumental para hacer predicciones. Pero yo creo que esto es erróneo, porque limita la comprensión del mundo y el diseño de experimentos y tecnología más compleja. Para cambiar los fundamentos físicos, tendríamos que encontrar una teoría alternativa, pero esto es muy difícil porque la mecánica cuántica funciona muy bien. Por lo tanto, si no cambiamos ni una cosa ni la otra, más vale entenderla tal y como es. Y esto implica la existencia de universos paralelos. Creo que es la forma más conservadora de interpretarla.

¿Pero realmente hay otros universos o es solo una forma de imaginar cómo funciona el mundo?

— Yo creo que es probable que existan. La mecánica cuántica ha tenido mucho de éxito y tenemos buenas razones para pensar que las teorías exitosas son correctas, o al menos lo son en su dominio de aplicación. Y la multiplicidad de universos está contenida en la teoría. Es cierto que no podemos demostrar que hay otro universo donde tú y yo tenemos esta conversación y hace un tiempo diferente, pero no veo ninguna razón para descartar la multiplicidad de universos. Yo trabajo asumiendo que están.

Hay físicos que dicen que la conciencia se podría explicar a partir de fenómenos cuánticos.

— Lo veo excepcionalmente improbable. Algunos físicos, el más famoso de los cuales es Roger Penrose, creen que la conciencia y el problema de la medida que comentábamos antes están conectados. No se puede descartar completamente y tienen toda la libertad de especular, pero yo no veo ningún argumento serio a favor. Quizás se puede creer que el cerebro necesita procesos de computación cuántica en lugar de mecanismos de computación clásica. Pero el cerebro es húmedo y tibio y sabemos que las cosas húmedas y tibias no son adecuadas para hacer cálculos cuánticos. Aunque fuera así, no creo que los misterios de la conciencia queden bien explicados con estas características cuánticas. De hecho, hoy tenemos ordenadores clásicos muy potentes. No veo por qué el cerebro no tendría que funcionar de una forma parecida.

Por otro lado, hay gente como el premio Nobel de física Gerard ‘t Hooft que, como hacía Einstein, cree que la mecánica cuántica no proporciona una descripción completa del mundo y que tiene que haber una teoría mejor, que sea clásica, y que de alguna manera elimine toda la extrañeza y la absurdidad.

— Estos físicos son una minoría, a pesar de que algunos son muy serios. Está bien que la gente explore los fundamentos de la mecánica cuántica, pero de momento todas estas propuestas tienen patologías matemáticas muy importantes, como por ejemplo que se tendría que poder enviar información más rápidamente que la velocidad de la luz. Ahora bien, si en algún momento sale una teoría así que funciona y se puede comprobar experimentalmente, seguro que aprenderemos muchas cosas sobre el mundo. Pero como no está, yo diría que no debe existir.

O sea que tenemos que aceptar que el mundo es realmente extraño.

— Es muy difícil imaginar una forma de dar sentido a la mecánica cuántica sin esta extrañeza. ¡Fíjate que yo defiendo que la creación de millones de universos paralelos cada segundo es la interpretación menos extraña de todas!

Hay otros físicos que dicen que la mecánica cuántica, que tiene unos 100 años, todavía es una teoría joven y que la tenemos que entender mejor.

— Claro que la podemos entender mejor. Yo la entiendo mejor que Niels Bohr o Albert Einstein, pero también lo hace un estudiante que se acaba de graduar. Y un estudiante de la próxima generación la entenderá mejor que yo. Ahora bien, a pesar de que tuvimos el marco de la física newtoniana durante más de 200 años y la mecánica cuántica tiene 100, la cantidad de ciencia que se ha hecho en los últimos 100 años es enormemente más grande que la que se hizo desde Newton hasta el siglo XX. Por lo tanto, desde el punto de vista de la comprensión, no creo que sea una teoría joven.

La mecánica cuántica no explica correctamente la energía oscura que acelera la expansión del universo. ¿Se tiene que cambiar o buscar una teoría mejor?

— Hay que distinguir entre el marco cuántico para construir teorías y las teorías cuánticas concretas. Por ejemplo, el modelo estándar de la física de partículas es un caso de teoría cuántica, que, efectivamente, no explica la energía oscura. De hecho, no tenemos ninguna teoría cuántica que explique muchos hechos cosmológicos. Esto nos dice que tenemos que ir más allá del modelo estándar, pero no necesariamente más allá del marco cuántico. La mayoría de teorías que se trabajan para explicar la energía oscura pertenecen al marco cuántico. Si se busca una teoría fuera de este marco, hay tan pocas restricciones que existe el riesgo de convertirlo todo en mera especulación.

¿Estamos cerca de una revolución propiciada por las tecnologías cuánticas como la criptografía o la computación?

— Lo veo extremadamente posible. Las perspectivas para la construcción de ordenadores cuánticos son buenas en las próximas décadas. Y las perspectivas para desarrollar redes de información cuántica son muy claras. Ya hay algunas embrionarias que funcionan.

Ha dicho “posible” en lugar de probable. Intuyo un “pero”...

— Exacto: pero, ¿qué sacaremos de esto? Aquí la respuesta ya es más sutil. Desde los inicios de la computación cuántica creemos que los ordenadores cuánticos pueden factorizar números grandes de una forma que creemos que los ordenadores clásicos no pueden. Y como factorizar números grandes es la clave de la criptografía, pensábamos que la computación cuántica tendría que tener un impacto muy grande en la seguridad. 25 años después hemos encontrado un número extremamente pequeño de algoritmos cuánticos para factorizar grandes números. Además, los algoritmos de aprendizaje automático no son el tipo de cosa que un ordenador cuántico pueda hacer mejor. Los problemas de la computación clásica son clásicos y, por lo tanto, no se benefician de un ordenador cuántico.

Entonces, ¿dónde está la revolución?

— Los ordenadores cuánticos son buenos en simular sistemas cuánticos. Y esta es el área donde pueden ser revolucionarios. Fíjate, por ejemplo, en la química. Comprendemos la física de los elementos químicos extremamente bien, pero la complejidad de estudiar las reacciones químicas con ordenadores es enorme. Un ordenador cuántico nos podría dar métodos sistemáticos para estudiar estos sistemas, y esto puede ser transformador en campos como la ciencia de materiales, la biomedicina o el estudio del plegamiento de proteínas. Por lo tanto, creo que la tecnología tiene perspectivas para ser revolucionaria, pero la revolución no será tanto la que se habla en los gobiernos sobre cuestiones de seguridad nacional.