David Wallace, físic i filòsof: “Probablement existeixen universos paral·lels”

“Calla i calcula”. Aquest és el mantra que, mig de broma, mig seriosament, es diu que molts físics han fet servir per no pensar gaire en les conseqüències filosòfiques de la mecànica quàntica, la teoria física que millor descriu el món de les partícules elementals. Tot i que proposa una descripció de la realitat molt estranya, és la teoria més exitosa de la història. Per això, molts la fan servir com una mera eina de càlcul, com qui fa anar un robot de cuina. David Wallace, físic i filòsof del Pittsburgh Quantum Institute dels Estats Units, no ha acceptat mai aquest mantra i s’ha dedicat a pensar en la mecànica quàntica fins a les últimes conseqüències. I ha arribat a una conclusió sorprenent: l’existència d’universos paral·lels és la manera més conservadora d’interpretar aquesta teoria. Ho ha defensat aquesta setmana en una conferència al Centre de Cultura Contemporània de Barcelona en el marc de la XIV edició del Congrés Internacional d’Ontologia, que se celebra a Sant Sebastià, Barcelona i la Corunya del 28 de setembre al 14 d’octubre.

La relació entre física i filosofia és un dels afers més antics de la història de les idees.

— En certa manera, sí, perquè, de fet, no es pot establir una distinció clara entre física i filosofia fins al segle XVII. Després, les disciplines científiques s’han anat apartant de la filosofia a mesura que han desenvolupat la seva metodologia. La biologia ho va fer fa 150 anys i la psicologia en fa 100, per exemple.

Aquest afer es va tornar més apassionat al principi del segle XX amb l’aparició de la mecànica quàntica.

— Probablement, perquè aleshores hi va haver canvis enormes en la física. Conceptes que semblaven molt sòlids van quedar desfasats. I quan hi ha canvis tan profunds, és habitual que els científics s’interessin més pels fonaments del seu camp. A més, aleshores el centre de gravetat de la física mundial era Alemanya, un espai en què hi havia un diàleg molt fluid entre física i filosofia.

Per què la mecànica quàntica va intensificar tant l’afer?

— Perquè és una teoria que sembla que no tingui sentit a l’hora de descriure el món. Sembla que digui que un àtom pot ser en un lloc i en un altre alhora, o que es pot moure en sentits oposats al mateix temps. I això, com a mínim, és estrany. Per sortir-te’n, pots pensar que el món microscòpic no es pot entendre amb un cervell mamífer dissenyat per a les coses de mida mitjana. Però si la interpretes literalment, la mecànica quàntica també sembla dir que si vols mesurar una partícula que és a dos llocs a la vegada amb un aparell, l’agulla de l’aparell que n’indica la posició també estarà a dos llocs alhora. Aquest problema de la mesura és el nucli del trencaclosques filosòfic que hi ha en aquesta teoria. Perquè aquesta idea, portada a l’extrem, condueix al famós gat que està viu i mort al mateix temps. I això és contraintuïtiu, una bogeria, de fet, perquè contradiu el que veiem al nostre voltant. En aquest sentit, la mecànica quàntica no es deixa entendre tal com entenem altres teories científiques.

La teoria quàntica s’ha interpretat de moltes maneres. Una d’elles és mitjançant l’existència del multivers, és a dir, una sèrie d’universos paral·lels. Vostè defensa que aquesta és la millor manera d’entendre-la.

— Jo penso que sí. Però vull fer un aclariment: no és que tinguem la mecànica quàntica i per donar-li sentit hi hàgim d’afegir un multivers. Això seria una manera esbojarrada de fer les coses. El que passa és que, si mirem d’entendre molt bé la teoria, ella mateixa ens està dient que hi ha un multivers.

¿No hi ha alternatives al multivers, doncs?

— Per buscar maneres alternatives d’entendre-la, s’han de canviar o bé els fonaments físics de la teoria o bé els filosòfics. Canviar-ne la base filosòfica consistiria a renunciar a trobar sentit a la teoria com una descripció del món i, en canvi, entendre-la com una eina instrumental per fer prediccions. Però jo crec que això és erroni, perquè limita la comprensió del món i el disseny d’experiments i tecnologia més complexa. Per canviar-ne els fonaments físics, hauríem de trobar una teoria alternativa, però això és molt difícil perquè la mecànica quàntica funciona molt bé. Per tant, si no canviem ni una cosa ni l’altra, més val entendre-la tal com és. I això implica l’existència d’universos paral·lels. Penso que és la manera més conservadora d’interpretar-la.

¿Però realment hi ha altres universos o és només una manera d’imaginar com funciona el món?

— Jo penso que és probable que existeixin. La mecànica quàntica ha tingut molt d’èxit i tenim bones raons per pensar que les teories exitoses són correctes, o almenys ho són en el seu domini d’aplicació. I la multiplicitat d’universos està continguda en la teoria. És cert que no podem demostrar que hi ha un altre univers on tu i jo tenim aquesta conversa i hi fa un temps diferent, però no veig cap raó per descartar la multiplicitat d’universos. Jo treballo assumint que hi són.

Hi ha físics que diuen que la consciència es podria explicar a partir de fenòmens quàntics.

— Ho veig excepcionalment improbable. Alguns físics, el més famós dels quals és Roger Penrose, pensen que la consciència i el problema de la mesura que comentàvem abans estan connectats. No es pot descartar completament i tenen tota la llibertat d’especular, però jo no hi veig cap argument seriós a favor. Potser es pot pensar que el cervell necessita processos de computació quàntica en lloc de mecanismes de computació clàssica. Però el cervell és humit i tebi i sabem que les coses humides i tèbies no són adequades per fer càlculs quàntics. Encara que fos així, no crec que els misteris de la consciència quedin ben explicats amb aquestes característiques quàntiques. De fet, avui tenim ordinadors clàssics molt potents. No veig per què el cervell no hauria de funcionar d’una manera semblant.

D’altra banda, hi ha gent com el premi Nobel de física Gerard ‘t Hooft que, com feia Einstein, pensa que la mecànica quàntica no proporciona una descripció completa del món i que hi ha d’haver una teoria millor, que sigui clàssica, i que d’alguna manera n’elimini tota l’estranyesa i l’absurditat.

— Aquests físics són una minoria, tot i que n’hi ha de molt seriosos. Està bé que la gent explori els fonaments de la mecànica quàntica, però de moment totes aquestes propostes tenen patologies matemàtiques molt importants, com ara que s’hauria de poder enviar informació més ràpidament que la velocitat de la llum. Ara bé, si en algun moment surt una teoria així que funciona i es pot comprovar experimentalment, segur que aprendrem moltes coses sobre el món. Però com que no hi és, jo diria que no deu existir.

O sigui que hem d’acceptar que el món és realment estrany.

— És molt difícil imaginar una manera de trobar sentit a la mecànica quàntica sense aquesta estranyesa. Fixa’t que jo defenso que la creació de milions d’universos paral·lels cada segon és la interpretació menys estranya de totes!

Hi ha altres físics que diuen que la mecànica quàntica, que té uns 100 anys, encara és una teoria jove i que l’hem d’entendre millor.

— Esclar que la podem entendre millor. Jo l’entenc millor que Niels Bohr o Albert Einstein, però també ho fa un estudiant que s’acaba de graduar. I un estudiant de la pròxima generació l’entendrà millor que jo. Ara bé, tot i que vam tenir el marc de la física newtoniana durant més de 200 anys i la mecànica quàntica en té 100, la quantitat de ciència que s’ha fet en els últims 100 anys és enormement més gran que la que es va fer des de Newton fins al segle XX. Per tant, des del punt de vista de la comprensió, no crec que sigui una teoria jove.

La mecànica quàntica no explica correctament l’energia fosca que accelera l’expansió de l’univers. ¿S’ha de canviar o buscar una teoria millor?

— Cal distingir entre el marc quàntic per construir teories i les teories quàntiques concretes. Per exemple, el model estàndard de la física de partícules és un cas de teoria quàntica, que, efectivament, no explica l’energia fosca. De fet, no tenim cap teoria quàntica que expliqui molts fets cosmològics. Això ens diu que hem d’anar més enllà del model estàndard, però no necessàriament més enllà del marc quàntic. La majoria de teories que es treballen per explicar l’energia fosca pertanyen al marc quàntic. Si es busca una teoria fora d’aquest marc, hi ha tan poques restriccions que hi ha el risc de convertir-ho tot en mera especulació.

¿Som a prop d’una revolució propiciada per les tecnologies quàntiques com la criptografia o la computació?

— Ho veig extremadament possible. Les perspectives per a la construcció d’ordinadors quàntics són bones en les pròximes dècades. I les perspectives per desenvolupar xarxes d’informació quàntica són molt clares. Ja n’hi ha d’embrionàries que funcionen.

Ha dit “possible” en lloc de probable. Hi intueixo un “però”...

— Exacte: però, què en traurem? Aquí la resposta ja és més subtil. Des dels inicis de la computació quàntica pensem que els ordinadors quàntics poden factoritzar nombres grans d’una manera que creiem que els ordinadors clàssics no poden. I com que factoritzar nombres grans és la clau de la criptografia, pensàvem que la computació quàntica hauria de tenir un impacte molt gran en la seguretat. 25 anys després hem trobat un nombre extremament petit d’algoritmes quàntics per factoritzar grans nombres. A més, els algoritmes d’aprenentatge automàtic no són el tipus de cosa que un ordinador quàntic pugui fer millor. Els problemes de la computació clàssica són clàssics i, per tant, no es beneficien d’un ordinador quàntic.

Aleshores on és la revolució?

— Els ordinadors quàntics són bons en simular sistemes quàntics. I aquesta és l’àrea on poden ser revolucionaris. Fixa’t, per exemple, en la química. Comprenem la física dels elements químics extremament bé, però la complexitat d’estudiar les reaccions químiques amb ordinadors és enorme. Un ordinador quàntic ens podria donar mètodes sistemàtics per estudiar aquests sistemes, i això pot ser transformador en camps com la ciència de materials, la biomedicina o l’estudi del plegament de proteïnes. Per tant, penso que la tecnologia té perspectives de ser revolucionària, però la revolució no serà tant aquella de la qual es parla en els governs sobre qüestions de seguretat nacional.