Los teóricos cuánticos a menudo hablan de un mundo puntillista en las escalas más pequeñas. Sin embargo, una mirada más atenta a las leyes de la naturaleza sugiere que el mundo físico es un continuo, realmente más analógico que digital.

El año pasado, en el concurso de ensayos del Instituto de Cuestiones Fundamentales (Foundational Questions Institute) se planteó la siguiente pregunta a los físicos y filósofos: “¿La realidad es digital o analógica?” Los organizadores esperaban que las respuestas vinieran por el lado de lo digital. Después de todo, la palabra “cuanto” (quantum) de la física cuántica tiene la connotación de separación, lo “individual”, y por lo tanto, lo “digital”. Sin embargo, muchos de los mejores ensayos proponían que el mundo es analógico. Entre ellos se encontraba la entrada de David Tong, que compartió el segundo premio. El artículo publicado en la revista de diciembre es una versión de su ensayo (que desafortunadaente no es libre acceso).

A finales de 1800, el famoso matemático alemán, Leopold Kronecker, proclamó: “Dios hizo los enteros, todo lo demás es obra del hombre”. Él creía que los números enteros desempeñan un papel fundamental en las matemáticas. Para los físicos de hoy, esta cita tiene una resonancia distinta. Se relaciona con una creencia cada vez es más común en las últimas décadas: que la naturaleza es, en el fondo, individual, que los componentes básicos de la materia y del espacio-tiempo se pueden contar, uno por uno. Esta idea se remonta a los antiguos atomistas griegos, pero tiene un potencial adicional en la era digital. Muchos físicos han llegado a pensar en el mundo natural, como en un vasto ordenador que se describe por sus bits individuales de información, con las leyes de la física de un algoritmo, como esa especie de lluvia verde digital que veía Neo al final de la película de 1999, The Matrix .

Las ideas claves de dicho artículo:

• La mecánica cuántica se suele considerar como inherentemente individual, sin embargo, sus ecuaciones se formulan en términos de cantidades continuas. Los valores individuales surgen dependiendo de cómo el sistema está configurado.

• Los partidarios de lo digital insisten en que las cantidades continuas son, en una inspección más cercana, individuales, subyacen en una red estrechamente espaciada que nos ofrece la ilusión de una continuidad, igual que los píxeles de una pantalla de ordenador.

• Esta idea del espacio pixelado, de un espacio individual contradice, al menos, una característica de la naturaleza, la asimetría entre las versiones de izquierda y derecha de las partículas elementales de la materia.

– Previo del artículo: Is Quantum Reality Analog after All?
– El ensayo en cuestión: “The Unquantum Quantum“. Scientific American 307, 46 – 49 (2012). Published online: 13 November 2012. doi:10.1038/scientificamerican1212-46
– Autor: David Tong es profesor de física teórica, DAMTP, Centre for Mathematical Sciences, University of Cambridge.

En el artículo de la revista Scientific American de diciembre 2012, el físico David Tong hace la siguiente declaración:

Esto es muy engañoso. Nadie ha observado un campo cuántico. Los campos cuánticos son construcciones puramente matemáticas dentro de la teoría cuántica de campos.

Cada campo cuántico está asociado con una partícula que se llama “cuanto de campo.” El fotón es el cuanto del campo electromagnético. El electrón es el cuanto del campo de Dirac. El bosón de Higgs es el cuanto del campo de Higgs. En otras palabras, algo así como amor y matrimonio, no se puede tener uno sin el otro. Los bloques de construcción de nuestras teorías son campos y partículas.

No obstante, hay que tener en cuenta que lo que Tong llama “una mentira” es la noción de que los bloques de construcción de la naturaleza son partículas individuales, mientras que los campos, son los componentes básicos de nuestras teorías. Es decir, que equipara la naturaleza a la teoría.

Tong está revelando su aceptación de una concepción común que existe entre los físicos teóricos de hoy (Paul Dirac y Richard Feynman, entre otras grandes figuras del siglo XX, no formaron parte de esa escuela). Esto es, los símbolos que aparecen en las ecuaciones matemáticas representan la “verdadera realidad”, mientras que nuestras observaciones, que siempre se parecen a las partículas localizadas, son sólo la forma en que esa realidad se manifiesta.

Esta asociación de símbolos matemáticos con la verdadera realidad es, precisamente, la filosofía que fue propuesta por Platón hace 2.400 años, en su teoría de las formas. El platonismo es más teología que ciencia, y Platón no era científico. Afirmó que un divino artesano, llamado Demiurgo, construyó el cosmos según un plan divino. Hay dos reinos: el reino de las formas o ideas que es perfecto, y un reino material, donde estas formas o ideas no están perfectamente replicadas (Lindberg, p.36).

A mis 40 años como físico experimental de partículas elementales, tengo una perspectiva diferente. Empecé en la década de 1960 con el análisis de imágenes de cámara de burbujas donde uno se sentaba en una mesa de exploración, y rastreaba las hermosas pistas de esas burbujas fotografiadas durante el tiempo que estaban expuestas al líquido sobrecalentado de la cámara con el haz pulsado de un acelerador.

Nunca se me ocurrió, ni a mis colaboradores, describir lo que observábamos como una especie de campo en un espacio multidimensional abstracto (los campos cuánticos no viven en un espacio-tiempo que nos sea familiar, a pesar de la afirmación de Tong).