Bernardo Kastrup, PhD, PhD

En un breve video introductorio de la Fundación Essentia, se revisó la evidencia acumulada de los fundamentos de la física que contradice el fisicalismo metafísico, es decir, la noción de que las entidades físicas tienen una existencia absoluta e independiente. Vea abajo. La literatura técnica relevante está vinculada en la descripción del video.

El argumento es el siguiente: si las entidades físicas tuvieran una existencia independiente, entonces sus propiedades deberían revelarse simplemente mediante la medición. Deben tener las propiedades que tengan, independientemente de si se miden o de lo que se mide sobre ellos. Medir una mesa no debe crear su peso o longitud, sino simplemente revelar cuál era su peso o longitud inmediatamente antes de la medición, o eso presupone el fisicalismo.

Sin embargo, resulta que cuando las mediciones se realizan en partículas cuánticas entrelazadas, los componentes básicos de la naturaleza a partir de los cuales se construye todo lo demás, incluidas las tablas, según el fisicalismo, el resultado de la medición de una partícula depende de lo que se mida sobre el otro. La elección de qué medir en la primera partícula determina qué es la segunda , por lo que sus propiedades físicas no podrían haber existido antes de la medición. En cambio, lo que vemos es que las propiedades físicas son el resultado de la medición misma, no realidades preexistentes simplemente reveladas por la medición.

Lo que esto nos dice es que las entidades físicas no son de naturaleza fundamental. En cambio, son meramente la apariencia o representación , tras la observación, de una capa más profunda de la naturaleza que, por definición, no es física.

He aquí una metáfora para aclarar este punto. El mundo físico es similar a lo que se muestra en los diales del tablero de un avión: los diales solo muestran algo cuando los sensores del avión realizan una medición en el mundo exterior. Si no se mide nada, entonces no se muestra nada en los diales. ¡Esto, por supuesto, no significa que no haya un mundo afuera! Seguramente hay uno; simplemente no es lo que muestran los diales. En cambio, el mundo es lo que se mide para que los diales muestren algo. El breve video a continuación ilustra esta metáfora.

Del mismo modo, los resultados experimentales de los fundamentos de la física no significan que no haya un mundo exterior; seguro que hay uno! Es sólo que el mundo, tal como es en sí mismo, antes de la medición, no es físico ; porque lo físico es lo que se muestra en nuestro propio tablero interno de diales, lo que llamamos percepción. Los ‘sensores’ son nuestros cinco órganos sensoriales: ojos, nariz, oídos, lengua y piel. La física es, esencialmente, una ciencia de la percepción, es decir, una ciencia de los diales, como observó una vez el renombrado físico Andrei Linde, quien desarrolló la teoría de la inflación cósmica [1, p. 12]:

Recordemos que nuestro conocimiento del mundo comienza no con la materia sino con las percepciones. Sé con certeza que existe mi dolor, existe mi ‘verde’ y existe mi ‘dulce’… todo lo demás es teoría. Más tarde descubrimos que nuestras percepciones obedecen a algunas leyes, que pueden formularse más convenientemente si suponemos que hay alguna realidad subyacente más allá de nuestras percepciones. Este modelo de mundo material que obedece a las leyes de la física tiene tanto éxito que pronto nos olvidamos de nuestro punto de partida y decimos que la materia es la única realidad, y las percepciones sólo sirven para su descripción.

Sin embargo, la física y comunicadora científica Sabine Hossenfelder tiene una opinión diferente con respecto al significado de los resultados experimentales en cuestión, como se analiza en dos borradores de documentos [2, 3] y un breve video reciente:

Permítanme comenzar mi comentario sobre el material de Hossenfelder confesando que simpatizo con su trabajo y tiendo a gustarme su estilo incisivo y provocador. Su voz se opone y frena el descenso de la física a la fantasía informada por nociones de belleza, en oposición a los modelos predictivos informados por observaciones empíricas inflexibles. Como alguien decepcionado con el fracaso de Super Symmetry, que inspiró mis años de juventud en el CERN, me doy cuenta de lo importante que es mantener nuestros ojos en la bola empírica proverbial. Sin embargo, a pesar del celo de Hossenfelder por mantenerse fiel al empirismo, es posible que ahora haya fallado en aras de salvaguardar un compromiso metafísico fisicalista.

La opinión de Hossenfelder es que los resultados experimentales en cuestión pueden explicarse por el ‘superdeterminismo’. La idea es que las partículas deben tener algunas propiedades ocultas de las que no sabemos nada. Estas propiedades ocultas, presumiblemente, forman parte de una cadena causal compleja que abarca la configuración de los detectores utilizados para realizar las mediciones. En otras palabras, la configuración de los detectores de alguna manera influye en algo oculto sobre las partículas medidas. Y dado que la elección de qué medir se refleja necesariamente en esos ajustes, los resultados de la medición dependen de esa elección. Ella resume el superdeterminismo así: «Lo que hace una partícula cuántica depende de qué medida se llevará a cabo».

Si uno postula que las partículas cuánticas son los bloques de construcción fundamentales de la naturaleza, entonces el resumen anterior de Hossenfelder es estrictamente incorrecto: definimos las partículas cuánticas en términos de sus propiedades, y sus propiedades dependen de qué medida se llevará a cabo. Por lo tanto, la formulación precisa sería que «lo que [ es ] una partícula cuántica depende de qué medida se llevará a cabo», no de lo que hace . Formulada de esta manera, es decir, correctamente, la declaración comienza a parecer un poco menos intuitiva de lo que Hossenfelder la presenta. Después de todo, ¿cómo puede lo que es una partículadepende de lo que se mide al respecto? ¿No debería la medición simplemente revelar lo que la partícula ya era, tal como lo hace en el caso de una mesa? ¿Cómo puede la partícula cambiar lo que es simplemente porque el detector está configurado de una manera diferente?

Pero seamos caritativos con Hossenfelder. De acuerdo con la teoría cuántica de campos, no existen las partículas; los últimos son meras metáforas de patrones particulares de excitación de un campo cuántico subyacente. Y uno puede afirmar razonablemente que el campo cuántico produce esas excitaciones, porque las excitaciones son comportamientos del campo. Por lo tanto, «lo que hace el [ campo ] cuántico depende de qué medida se llevará a cabo». Eso es lo suficientemente preciso y parece, al principio, restaurar la plausibilidad del argumento de Hossenfelder.

El problema es que nos pide que imaginemos la existencia de cosas de las que no tenemos evidencia empírica directa; después de todo, están «ocultos». También nos pide que otorguemos a estas cosas invisibles algunas capacidades muy específicas y no triviales: deben cambiar de alguna manera (ni Hossenfelder ni nadie más ha especificado cómo) cambiar, de formas muy particulares, en respuesta a la configuración del detector. Eso sí, los detectores están diseñados precisamente para minimizar las perturbaciones en el estado de lo que se mide. Las variables ocultas imaginadas por Hossenfelder también tendrían que superar de alguna manera esta barrera.

Usemos una metáfora para ilustrar lo que se nos pide que creamos. Cuando tomo una fotografía de algún cuerpo celeste en el cielo nocturno, por ejemplo, la luna, puedo configurar mi cámara de varias maneras diferentes. Puedo, por ejemplo, establecer la apertura y el tiempo de exposición en una variedad de valores diferentes. Lo que Hossenfelder está diciendo, en el contexto de esta metáfora, es que hay algo oculto y misterioso en la luna que cambia en respuesta a la apertura o exposición que configuro en mi cámara. Lo que hace la luna allá arriba en el cielo de alguna manera, no se nos dice cómo, depende de cómo coloco mi cámara aquí en el suelo. Esto es superdeterminismo en pocas palabras y tú eres el juez de su plausibilidad.

Sea como fuere, apelar a variables ocultas es inevitablemente apelar a una incógnita vaga e indefinida; y no cualquier vago desconocido, sino uno capaz de interacciones no triviales con su entorno. La misma crítica que Hossenfelder hace uso de, por ejemplo, la teoría de las supercuerdas puede aprovecharse, palabra por palabra, contra las variables ocultas: estamos apelando a entidades imaginarias para las que no hay evidencia empírica directa. Para decirlo en lenguaje sencillo, no tenemos ninguna razón para creer en esta fantástica materia invisible, excepto para tratar de salvar el fisicalismo.

Hossenfelder podría argumentar que las peculiaridades de las mediciones de la mecánica cuántica, el problema en cuestión, son en sí mismas evidencia de variables ocultas. Pero esto, obviamente, plantearía la pregunta por completo: las mediciones cuánticas solo pueden interpretarse como evidencia de variables ocultas si uno presupone que las variables ocultas son responsables de ellas, para empezar. Precisamente de la misma manera, solo si presupongo la existencia del Monstruo de Espagueti Volador, igualmente oculto, que mueve los cuerpos celestes alrededor de sus órbitas usando Sus apéndices tallarineses invisibles, pueden los movimientos de los cuerpos celestes interpretarse como evidencia de la existencia. del Monstruo de Espagueti Volador.

En uno de sus artículos [2], Hossenfelder especula sobre un posible tipo de experimento que algún día podría corroborar el superdeterminismo. La propuesta es realizar múltiples series de medidas sobre un sistema cuántico, cada una basada en las mismas condiciones iniciales. Si las series están determinadas por las condiciones iniciales del sistema, como postula el superdeterminismo, deberíamos ver correlaciones temporales en las diferentes series que se desvían de las predicciones de la mecánica cuántica. El problema obvio, sin embargo, es que para reproducir el estado inicial del sistema, también es necesario reproducir los valores iniciales de las variables ocultas postuladas. Pero Hossenfelder no tiene idea de cuáles son las variables ocultas, por lo que no puede controlar sus estados iniciales y todo el ejercicio no tiene sentido. Para su crédito, ella lo admite en su artículo. Luego procede a especular sobre algunos escenarios en los que quizás podamos derivar algún tipo de indicación del experimento, incluso sin poder controlar sus condiciones. Pero la idea es tan vaga, vaga e imprecisa que resulta inútil, ya que el experimento resultante (que no se realizó) sería, en la práctica, no concluyente por construcción. Así que no, las variables ocultas tienenninguna fundamentación empírica, ni en la práctica ni en principio; ni directa ni indirectamente.

Verá, me gustaría decir que las variables ocultas son solo entidades teóricas imaginarias destinadas a rescatar los supuestos fisicalistas de las implacables garras de los resultados experimentales. Pero incluso eso sería decir demasiado; porque las entidades imaginarias apropiadas que implican las teorías científicas apropiadas están explícita y coherentemente definidas. Por ejemplo, sabíamos cómo debería verse el bosón de Higgs antes de que lográramos medir sus huellas; sabíamos qué buscar, y así lo encontramos. Pero las variables ocultas no se definen en términos de lo que se supone que son; en cambio, se definen simplemente en términos de lo que necesitan hacerpara que las propiedades físicas tengan existencia independiente. Si tuviera la tarea de buscar variables ocultas, tal como una vez tuve la tarea de buscar el bosón de Higgs, no sabría ni cómo comenzar, porque Hossenfelder no nos dice cuáles se supone que son . Ella agita furiosamente las manos y dice: “Tiene que haber algo (no tengo ni idea de qué) que de alguna manera (no tengo ni idea de cómo) hace lo que necesito que haga para poder seguir creyendo en una metafísica fisicalista. ”

Esto es similar a la noción medieval de ‘efluvio’, un material elástico imaginario que supuestamente conectaba, de manera invisible, la paja a las varillas de ámbar. El efluvio estaba destinado a explicar lo que hoy entendemos como atracción electrostática, un fenómeno de campo. Los eruditos medievales observaron que la paja se adhería de alguna manera a las varillas de ámbar cuando se frotaban estas últimas. Por lo tanto, dado que no tenían noción de campos, pensaron que tenía que haber algún material que conectara la paja a la varilla a través del contacto directo , ¿verdad? Después de todo, todo lo que sucede en la naturaleza sucede a través del contacto material directo., ¿derecho? No importa que dicho material fuera invisible (¡oculto!), no se pudiera sentir con los dedos, no se pudiera cortar o medir directamente, y que nadie tuviera la menor idea de lo que se suponía que era, más allá de definirlo en términos de lo que supuestamente le hizo a Chaff; solo tenía que estar ahí.

Las variables ocultas son el efluvio de Hossenfelder: debe haber algún algo misterioso e invisible que de alguna manera haga lo que debe hacerse para que pensemos que las entidades físicas tienen una existencia independiente, ¿verdad? Porque las entidades físicas medibles son todo lo que existe y, como tales, deben tener una existencia independiente… ¿verdad?

En una nota más técnica, Hossenfelder basa toda su discusión en las desigualdades de Bell pero omite mencionar las desigualdades de Leggett [4], una ^extensión del trabajo de Bell del siglo XXI, más relevante para los puntos en disputa, que separa las hipótesis del realismo físico y localidad para que puedan probarse de forma independiente. Tampoco aborda el trabajo experimental realizado para verificar las desigualdades de Leggett, que luego refutó el realismo físico de manera bastante específica [5, 6]. Incluso experimentos más recientes también han demostrado que las cantidades físicas no son absolutas, sino contextuales (es decir, relativas o ‘relacionales’) [7, 8], lo que contradice el superdeterminismo. Por ahora, una amplia clase de variables ocultas ha sido refutada por experimentos [9], que Hossenfelder no comenta en absoluto.

En cambio, basa su caso en la noción de que a los oponentes de las variables ocultas no les gustan estas últimas simplemente porque la hipótesis supuestamente contradice el libre albedrío. Si bien estoy seguro de que hay físicos comprometidos emocionalmente con el libre albedrío, refutar sus compromisos emocionales no valida el superdeterminismo. Sugerir que sí es un hombre de paja. Yo, por mi parte, tengo constancia de que el libre albedrío es una pista falsa [10] y no baso mi caso contra el superdeterminismo en ello en absoluto. No necesito hacerlo.

Tenemos que guardarnos de convertir los supuestos metafísicos particulares de nuestro tiempo en un sistema infalsable; uno que acomoda anomalías a través de apelaciones arbitrarias y fantásticas a incógnitas y vagos y promisorios gestos de la mano. Cuando comenzaron a observarse las anomalías que contradecían la astronomía ptolemaica y copernicana —según la cual los cuerpos celestes se mueven en órbitas perfectamente circulares—, los adeptos idearon «epiciclos» fantásticos —círculos que se mueven sobre otros círculos— para acomodar las anomalías. La tortuosa engorrosidad de los modelos resultantes debería haber sido suficiente para obligarlos a dar un paso atrás y contemplar su dilema de una manera intelectualmente más honesta. Pero el apego subjetivo a un conjunto particular de supuestos metafísicos no les permitió hacerlo.

Hoy, a medida que se acumulan anomalías en varias ramas de la ciencia contra los supuestos metafísicos del fisicalismo, haríamos bien en evitar una repetición humillante del asunto de los epiciclos. Sin embargo, en cambio, lo que ahora estamos presenciando son hipótesis que se plantean, con seriedad, que van en contra de cualquier noción honesta de razón y plausibilidad. Los epiciclos parecen benignos y razonables en comparación con la disposición de algunos ^teóricos del siglo XXI a creer en la fantasía. Comentaré más ampliamente sobre este fenómeno peculiar, un presagio de cambios de paradigma, en mi próximo ensayo para esta revista.

Referencias

[1] http://web.stanford.edu/~alinde/SpirQuest.doc

[2] https://arxiv.org/pdf/1912.06462.pdf

[3] https://arxiv.org/abs/2010.01324

[4] https://link.springer.com/article/10.1023/A:1026096313729

[5] https://www.nature.com/articles/nature05677

[6] https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/12/12/123007/meta

[7] https://arxiv.org/abs/1902.05080

[8] https://www.nature.com/articles/s41567-020-0990-x

[9] https://physicsworld.com/a/quantum-physics-says-goodbye-to-reality/

[10] https://blogs.scientificamerican.com/observations/yes-free-will-exists/

https://www.essentiafoundation.org/reading/the-fantasy-behind-sabine-hossenfelders-superdeterminism/