NeoFronteras

Sobre darwinismo cuántico

Área: Física — miércoles, 13 de enero de 2010

Se discute sobre la esotérica idea de un proceso de selección cuántico que explique la transición del mundo cuántico al clásico.

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Los automóviles no son una superposición simultánea de un Ferrari y un Lamborghini, no se difractan al pasar por una calle estrecha y no pasan al otro lado de una montaña por efecto túnel si no se ha horadado un túnel real. Multitud de ejemplos nos dicen que el mundo macroscópico no se comporta cuánticamente. Pero todos los experimentos realizados con partículas pequeñas no dicen que el mundo microscópico es tan extraño como la propia teoría cuántica nos dice. Si la Mecánica Cuántica tiene pretensiones de ser universal hay que dar una explicación convincente a esta transición entre el mundo microscópico y el macroscópico.
Esfuerzos se han hecho en este sentido, aunque, de momento, parece que no tienen mucho éxito. Una de las últimas ideas al respecto fue introducida el año pasado (en un artículo publicado en Nature) por Wojciech Zurek, de Los Alamos National Laboratories y está basada en una suerte de “darwinismo cuántico”. Probablemente no sea la explicación definitiva al problema, pero al menos parece curiosa. ¿Existe realmente un darwinismo cuántico?
Según los que apoyan esta hipótesis se explicaría la transición que sufre la realidad de pasar a ser explicada por unas reglas cuánticas a ser explicada por otras clásicas. Según esta idea el ambiente en la Mecánica Cuántica jugaría un papel importante en el proceso.
Veamos cómo se considera al ambiente tradicionalmente. En el caso microscópico de un electrón, átomo o molécula se suele ignorar el efecto del ambiente o incluso se trata de aislar a estos entes del “ruido” producido por él. Es en esas condiciones cuando estas entidades muestran el comportamiento cuántico habitual. De este modo un electrón en una superposición de estados permanecerá siempre así si conseguimos aislarlo indefinidamente del ambiente.
Sin embargo, el mundo real es cruel incluso para una pequeña partícula y la información cuántica de ella de dispersará en dicho ambiente destruyéndose su estado original en el momento que nos descuidemos.
Hasta ahora nada nuevo que no supiéramos. Lo novedoso de la idea de Zurek es que en ésta el ambiente funciona como un canal de información y las propiedades del mismo son la clave para entender el darwinismo cuántico. Todos los instrumentos de medida macroscópicos que tenemos obtienen la información de los experimentos a través de este canal. Así por ejemplo, un sensor luminoso registrará la llegada de un fotón emitido por un sistema dado, y nos aportará información.
Sin embargo, no podemos observar todo el ambiente (que sería virtualmente todo el Universo), sino que nos concentramos en la pequeña fracción de él que tiene interés para el sistema.
Según Zurek, y esto es el quid de la cuestión, sólo los estados cuánticos que pueden ser transmitidos a través del ambiente del modo adecuado y con múltiples copias pueden ser observados a escala macroscópica. Esto elimina varios tipos de información cuántica, quedando lo que él denomina “estados punteros” que sería lo que se observa clásicamente.
Así que la visión clásica del Universo estaría determinada por los estados supervivientes a la transmisión a través del canal de información del ambiente. Sólo sería posible observar los estados seleccionados por ser éstos los mejor adaptados y haber sobrevivido a este proceso de transición. De ahí vendría el nombre de darwinismo cuántico, debido a este proceso de selección. A primera vista parece que quizás el término no es muy adecuado, pues aunque hay presión de selección no parece haber ni reproducción ni variación genética.
¿Se da realmente una evolución darwinista en el mundo cuántico o simplemente es algo que se le parece? John Campbell, un investigador independiente no relacionado con Zurek, sostiene en un artículo reciente que, efectivamente, es darwinismo. Artículo que, al fin y al cabo, nos sirve sólo de excusa para sacar ahora el tema del darwinismo cuántico.
No es la primera vez que se trata de utilizar ideas darwinista en Fisica, Smolin, hace ya bastantes años, introdujo un concepto de este estilo para explicar por qué el Universo es como es. Según él se habría producido una selección de universos hasta conseguir universos del estilo del nuestro.
Los algoritmos genéticos utilizados en informática son populares en algunos campos del conocimiento y también se basan en este tipo de ideas.
Básicamente en todo sistema darwinista tenemos un proceso de copia (reproducción), una variación en las copias (mutaciones) y una selección (supervivencia) de las copias determinada por sus características.
Según Campell el darwinismo cuántico podría cumplir este criterio, aunque no lo demuestra.
Lo malo de estas y otras ideas “esotéricas” es que no están muy desarrolladas técnicamente. Les falta formulación (en el artículo de tal Campbell no aparece ni una sola ecuación) y, sobre todo, no se proponen experimentos realizables que permitan “seleccionar” a esta teorías entre otras alternativas. Al fin y al cabo, la mayor presión de selección quizás se dé en el ambiente del mundo académico y en el laboratorio, que pueden dar al traste con una buena y bonita idea, pero no fue elegida por la Naturaleza.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=2969

Fuentes y referencias:
Artículo original de Zurek.
Artículo de Campbell en ArXiv.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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9 Comentarios

  1. Joabbl:

    Muy raro. No entiendo de que manera el ambiente puede ejercer una presión selectiva sobre el mundo cuántico. Si es así, como el ambiente cambia con los años (¿Qué ambiente?) quizá el mundo clásico en la Tierra haya sido muy diferente en el pasado… y vuelva a serlo en el futuro. Y si logramos modificar ese ambiente podríamos modificar la realidad. A fin de cuenta es lo que intentan hacer los políticos…

    Saludos

  2. NeoFronteras:

    Estimado Joabbl:
    Yo no haría demasiado caso a este tipo de ideas. Por lo menos hasta que estén de algún modo comprobadas.
    Una cosa es selección y otra evolución. Puede que algunos de estos científicos, dejándose llevar por el entusiasmo intelectual, confundan las cosas.

  3. joabbl:

    Ciertamente. Este tipo de elucubraciones no hacen más que demostrar una vez más lo atascada que está la física fundamental.
    Si los padres fundadores levantaran la cabeza…

    Saludos

  4. lluís:

    De todos modos, tiene una cierta lógica pensar que si todo es dinámico y cambiante no pueda haber una evolución o selección de “mundos”, después de todo tenemos una evolución geológica, una evolución biológica y, quizá (es matizable, al menos), una evolución cultural, ¿por qué no se habrían de seleccionar los universos? De acuerdo, si no se pueden proponer ni efectuar experimentos estamos ante una mera especulación intelectual. De todos modos nada menos que Murray Gell-Mann (sí, ya sé, que ciencia no hay una autoridad a la que someterse) se refirió a Smolin en estos términos. ” ¿Smolin?…¿Es ese joven con esas locas ideas? Puede no estar equivocado.

  5. NeoFronteras:

    El problema es la palabra evolución que se asocia a conceptos que pueden ser muy distintos. Estrictamente “evolución” sólo significa “cambio”. Por eso hablamos, por ejemplo, de evolución del Universo o evolución del Sistema Solar. Sin embargo, la evolución biológica es distinta, pues se produce una selección natural debida al ambiente que crea nuevas especies, nichos ecológicos y nuevos sistemas en general. Además, implica una herencia genética que varía en función de la reproducción sexual y las mutaciones (y otros procesos). Que haya sólo selección tampoco significa que haya evolución. Las ideas de Smolin son interesantes. Sin embargo, sobre su idea de selección de universos hay un par de problemas si queremos hacer la analogía completa, pues la variación genética no está clara, tampoco la presión de selección y , sobre todo, no hay manera de comprobarlo científicamente pues no podemos observar otros universos.
    En el caso de la “selección cuántica”, puede que tal cosa se dé, aunque hay que diseñar un experimento que así lo ponga de manifiesto. Lo que no es correcto es asimilar tal selección a una evolución. La evolución biológica es impredecible, contingente y da lugar a sistemas nuevos continuamente. En el caso de la selección cuántica siempre tenemos el mismo resultado de manera segura e inequívoca: el resultado clásico.

  6. khinecapa:

    Magnífico artículo Neo. Al hilo de la hipótesis de Smolin, un magnífico artículo en El País http://www.elpais.com/articulo/sociedad/Hay/otros/mundos/posibles/elpepusoc/20100117elpepisoc_1/Tes
    parece que pueden existir otras constantes que den a mundos vivibles
    Una cuestión que lanzo respecto a este y otros. ¿Sería factible desarrollar estas partículas en un laboratorio? Los otros, más viejos ¿Que novedades hay sobre los nuevos elementos más pesados y que a partir de un determinado número, se produce una estabilización? Además de este último, ¿se puede desarrollar nueva química con los Fullerenos, como se predecía, como si fuesen átomos, formando enlaces con electrones en su exterior. Haber si alguien competente puede aportar alguna novedad. Gracias

  7. NeoFronteras:

    Estimado khinecapa:
    Ante todo gracias por los halagos. La idea de Jenkins y Rehovolt resulta muy interesante, pues se carga el mágico ajuste fino y la necesidad del principio antrópico y sus sucedáneos. Por desgracia, es imposible crear esas partículas que, por definición, pertenecen a otros universos.
    Sobre la isla de estabilidad hay un artículo por aquí: http://neofronteras.com/?p=1153

  8. NeoFronteras:

    Como el tema propuesto por khinecapa es interesante y tengo el artículo de Scientific American (que no llegará traducido a España hasta dentro de dos meses) he escrito una nota al respecto que espero poner pronto.

  9. khinecapa:

    Gracias Neo

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