Mecánica cuántica, una teoría...
Y si la mecánica cuántica no fuera más que una teoría...
Sobre transferencia de información
Para Jeffrey Bub, la mecánica cuántica puede verse como
"una teoría sobre la representación y la manipulación
de la información en un mundo que constriñe las
transferencias de la misma".
Este teórico canadiense de origen sudafricano explica su
aproximación tomando como ejemplo el trabajo de Einstein
en 1905: Para la relatividad restringida, en vez de intentar
construir una imagen de los fenómenos partiendo de esquemas
elementales (aproximación constructiva), Einstein
partió de dos principios empíricos (principio de
"relatividad" y de "constancia de la velocidad de la
luz en el vacío"). "Esta distinción formulada por
Einstein entre la teoría constructiva y teoría de
principios es muy importante, explica el físico. Hay
que hacer el mismo trabajo con la mecánica cuántica".
"Este trabajo partió de una conjetura formulada por
Christopher Fuchs y Giles Brassard en 1997, que decía
que debía ser posible reconstruir la mecánica cuántica
a partir de principios de ... criptografía, el arte
de los mensajes secretos. Al principio esta idea
me pareció una locura, pero reflexionando sobre ella
empecé a ver que ello generaba, en efecto una cierta cantidad
de efectos cuánticos".
Con los americanos Hans Halvorson y Rob Clifton, generalizando
la idea de Fuchs y Brassard, y después de muchos años de
un trabajo "difícil y lleno de callejones sin salida",
publicó en 2003 este asombroso resultado: la forma de la
teoría cuántica se genera a partir de tres principios que
restringen la transferencia de la información: "la imposibilidad
de enviar una información más deprisa que la luz", "la
imposibilidad de clonar la información de un sistema cuyo
estado se desconoce" y "la imposibilidad de asegurarse de
la seguridad incondicional del procedimiento criptológico
de 'empeño'" (?!).
Del conocimiento
El trabajo de Alexei Grinbaum, cercano del de Jeffrey Bub,
invita a representarse la mecánica cuántica como "una
teoría del conocimiento".
Este ruso de 26 años, que defendió su tesis de filosofía de las
ciencias en la escuela politécnica de París, partió del postulado que,
para elaborar una teoría que describa un sistema, hay
necesariamente que separar el objeto de esta teoría de las
presuposiciones de la misma. Lo que le dejaba dos posibilidades:
o bien partir del principio de que el sistema está regido por
leyes físicas y el objetivo es describir la información que
contiene; o bien concentrarse exclusivamente en la información
de la que se dispone sobre el sistema, y el objetivo es entonces
describir las leyes físicas que lo rigen.
Apoyándose en esta segunda aproximación e inspirándose en las
pistas abocetadas por el teórico italiano Carlo Roveli, Alexei
partió de algunos axiomas que constriñen la información que
se puede extraer de un sistema (dos de los principales, sólo
contradictorios en apariencia son: "existe una cantidad máxima
de información pertinente extraíble" y "siempre es posible
conseguir una nueva información"), axiomas que, al contrario
de los de Jeffrey Bub, NO presuponen la existencia de un
espacio o de un tiempo.
Gracias a algunas hipótesis matemáticas suplementarias, demostró
entonces que una teoría restringida por estos axiomas toma
necesariamente la forma de la mecánica cuántica. La cual se convierte
entonces en una epistemología pura, que ya no se ocupa de describir el
sistema en sí, sino las condiciones impuestas a esta descripcción.
De probabilidades generalizadas
Para Lucien Hardy, la mecánica cuántica es ante todo "una teoría
de probabilidades generalizadas".
Este investigador parte de una definición mínima del trabajo de
un físico: debe correlacionar los datos con el fin de determinar
las probabilidades asociadas a todos los resultados posibles de
las medidas que puede realizar sobre un sistema. "No he encontrado
nunca nadie que no estuviera de acuerdo con esta definición", asegura.
Imagina por ejemplo que buscas una pelota, con dos cajas cerradas
frente a tí. El trabajo del físico consiste entonces en
recoger todas las informaciones con el fin de calcular las
probabilidades de que la pelota se encuentre en una u
otra caja o en ninguna. Las probabilidades se organizan en un
triángulo en el que las esquinas corresponden a los tres estados
de conocimiento dichos "puros", en los que el físico sabe con
certeza que la pelota están en la primera caja, en la segunda o
en ninguna. Los puntos interiores corresponden a los estados
de conocimiento "impuros" (como "una posibilidad sobre dos de que
la pelota esté en la primera). A partir de ahí, Lucien demostró
primero que si los estados "puros" están, como aquí, separados
("discretos") entonces, añadiendo unos pocos axiomas "razonables"
(como "para dos preparados experimentales idénticos, las
probabilidades son idénticas") se genera la teoría clásica de
probabilidades.
Pero, sobre todo, segundo, demostró que si, por el contrario, los
estados "puros" son continuos (como los puntos en la superficie
de una esfera), entonces !esta nueva teoría de probabilidades se
convierte en la mecánica cuántica!. "Es bastante chocante el que la
difrencia entre la teoría de probabilidades clásica y la teoría
cuántica se limite a una única palabra" (continuo en lugar de discreto).
"Un físico del siglo XIX hubiera podido desarrollar la teoría
cuántica sin ninguna referencia a datos experimentales".
Del pensamiento
Para Christopher Fuchs, la mecánica cuántica consiste principalmente
en una descripción de "las leyes del pensamiento", que "formalizan
las apuestas que se pueden hacer sobre las consecuencias potenciales
de nuestras intervenciones experimentales sobre la naturaleza", pero
nos dice también algo en particular sobre la misma naturaleza.
Una aproximación empezada en 1998, cuando consagró su tesis al
estudio de la relación entre una característica cuántica
crucial (el colapso brusco del estado del sistema cuando se lo
mide) y una fórmula de probabilidades clásicas (la de Bayes,
establecida en el siglo XVIII para describir la evolución de
una probabilidad tras una información). Las analogías profundas
entre estas dos estructuras le llevaron, diez años más tarde,
a proponer un vasto programa que enlaza con la tradición de "los
filósofos pragmáticos americanos como Charles Pierce o William
james". Al contrario que Lucien Hardy, no piensa que las
probabilidades se puedan generalizar "es una especie de a
priori, algo así como la aritmética".
Su programa consiste en interpretar todos los elementos posibles
de la mecánica cuántica como conscuencia de las probabilidades
clásicas. Los elementos restantes "tan pequeños como puedan ser",
deberán entonces pertener a la realidad. Un programa que podría
ser acabado en unos pocos años pues hay ahora mucha gente interesada.
"Ser bayesiano en un mundo cuántico", tal es el resumen de esta
aproximación.
