En 1935, Einstein y sus colegas Boris Podolsky y Nathan Rosen publicaron un artículo, hoy famoso, titulado «¿Se puede considerar completa la descripción de la realidad física según la mecánica cuántica?». En él explicaban por qué la existencia de las partículas gemelas demostraba la imposibilidad de que la tesis de Bohr fuera correcta. Argumentaban que se podían crear dos partículas semejantes, pongamos los fotones emitidos cuando se desintegra el positronio, y dejar que se desplazaran alejándose a una distancia significativa.
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Luego se interceptarían y se medirían sus ángulos de polarización. Si las polarizaciones se miden precisamente en el mismo momento y se ve que son idénticas, como predice la física cuántica, y si Bohr tenía razón y propiedades como la polarización no empiezan a existir hasta que son observadas o medidas, esto indica que los dos fotones tienen que estar de una manera u otra comunicándose entre sí instantáneamente de modo que saben en qué ángulo de polarización han de coincidir. El problema era que, según la teoría de la relatividad de Einstein, nada puede viajar a una velocidad mayor que la de la luz, y no digamos instantáneamente, porque equivaldría a romper la barrera del tiempo y abriría la puerta a toda clase de paradojas inaceptables. Einstein y sus colegas estaban convencidos de que ninguna «definición razonable» de la realidad posibilitaría la existencia de una interconexión más rápida que la luz y, por tanto, Bohr tenía que estar equivocado.
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Hoy su argumentación se conoce como la paradoja Einstein-Podolsky-Rosen, o paradoja EPR, para resumir.
Bohr permaneció imperturbable ante la argumentación de Einstein. En vez de creer que se producía una comunicación más rápida que la velocidad de la luz, ofreció otra explicación. Si las partículas subatómicas no existen hasta que son observadas, entonces no se puede pensar en ellas como «cosas» independientes. Einstein, por tanto, estaba basando su argumentación en un error, puesto que consideraba que las partículas gemelas eran independientes. Las partículas gemelas formaban parte de un sistema indivisible y no tenía sentido pensar en ellas de otro modo.
En la época, la mayor parte de los físicos se pusieron de parte de Bohr y les alegró que su interpretación fuera correcta. Un factor que contribuyó al triunfo de Bohr fue que la física cuántica había demostrado tener un éxito tan espectacular en la predicción de fenómenos, que había pocos físicos dispuestos a considerar siquiera la posibilidad de que pudiera tener algún fallo. Además, cuando Einstein y sus colegas plantearon el argumento de las partículas gemelas, el experimento nunca se pudo llevar a cabo porque lo impidieron razones técnicas y de otro tipo. Eso hizo que fuera aún más fácil quitárselo de la cabeza. Es curioso porque aunque Bohr había ideado su argumentación como réplica al ataque de Einstein contra la física cuántica, su tesis de que los sistemas subatómicos son indivisibles tiene repercusiones igualmente profundas para la naturaleza de la realidad, como veremos más adelante. Lo irónico es que tampoco se prestara atención a dichas repercusiones y que se tapara, una vez más, la importancia potencial de la interconexión.
Un mar de electrones vivo
Durante sus primeros años como físico, Bohm también aceptó la posición de Bohr, pero seguía estando perplejo ante la falta de interés por la interconexión que demostraban Bohr y sus colegas. Cuando se licenció en el Pennsylvania State College, fue a la Universidad de California, en Berkeley, donde se doctoró en 1942. Antes de recibir el doctorado trabajó en el Lawrence Berkeley Radiation Laboratory y allí se encontró con otro ejemplo increíble de interconexión cuántica.
En aquel laboratorio de Berkeley, Bohm empezó lo que se convertiría en su obra cumbre sobre los plasmas. Un plasma es un gas con una alta densidad de electrones y de iones positivos, o átomos con carga positiva. Bohm descubrió asombrado que cuando los electrones estaban en un plasma, dejaban de comportarse como entidades individuales y empezaban a comportarse como si formaran parte de un todo mayor e interconectado. Aunque parecía que sus movimientos individuales eran aleatorios, cantidades inmensas de electrones eran capaces de producir efectos sorprendentemente bien organizados. Como si fuera una criatura ameboide, el plasma se regeneraba constantemente y cercaba con un muro todas las impurezas, al igual que un organismo biológico encerraría una sustancia extraña en una cista.
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Tan atónito estaba Bohm ante esas cualidades orgánicas, que comentó después que había tenido a menudo la impresión de que aquel mar de electrones estaba «vivo».
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En 1947, Bohm aceptó el puesto de profesor ayudante que le ofrecieron en la Universidad de Princeton, lo que indica la gran consideración y respeto que tenían por él, y allí extendió la investigación que había iniciado en Berkeley al estudio de los electrones en los metales. Descubrió una vez más que los movimientos aparentemente aleatorios de los electrones individuales se las arreglaban para producir efectos generales sumamente organizados. Como en el caso de los plasmas que había estudiado en Berkeley, no se trataba ya de una situación en la que participaban dos partículas y cada una se comportaba como si supiese lo que estaba haciendo la otra, sino de verdaderos mares de partículas en los que cada una se comportaba como si supiese lo que estaban haciendo innumerables billones de partículas. Bohm llamó «plasmones» a esos movimientos colectivos de electrones y su descubrimiento estableció su gran reputación como físico.
La desilusión de Bohm
La importancia que él atribuía a la interconexión, así como su creciente insatisfacción con varias de las teorías predominantes en el campo de la física, le llevaron a preocuparse cada vez más por la interpretación de Bohr de la teoría cuántica. Tras pasar tres años enseñando la asignatura de Física Cuántica en Princeton, decidió mejorar su comprensión de la misma escribiendo un libro de texto. Cuando terminó, descubrió que seguía sin sentirse cómodo con lo que decía la física cuántica y envió copias del libro a Bohr y a Einstein para pedirles su opinión. No recibió respuesta de Bohr, pero Einstein se puso en contacto con él y le dijo que, puesto que ambos estaban en Princeton, deberían reunirse para hablar del libro. En la primera de lo que iba a convertirse en una serie de animadas conversaciones que se prolongarían seis meses, Einstein le dijo entusiásticamente que era la explicación más clara de la teoría cuántica que había oído nunca. No obstante, admitió que la teoría le resultaba tan insatisfactoria como al propio Bohm.
Durante sus conversaciones, los dos hombres descubrieron que ambos sentían admiración por la capacidad de la teoría para predecir fenómenos. Lo que les preocupaba era que no permitía concebir la estructura básica del mundo de una forma real. Bohr y sus seguidores afirmaban que la teoría cuántica era una teoría completa y que era imposible entender con más claridad lo que pasaba en el terreno cuántico. Tales afirmaciones equivalían a decir que no había otra realidad más profunda más allá del panorama subatómico, ni más respuestas que encontrar, lo cual chocaba también con la sensibilidad filosófica de Bohm y Einstein. En sus reuniones discutían sobre otras muchas cosas, pero esos puntos en particular pasaron a ocupar una posición destacada en los pensamientos de Bohm. Inspirado por la influencia recíproca que existía entre él y Einstein, aceptó la validez de sus recelos sobre la física cuántica y decidió que tenía que haber una visión alternativa. Cuando publicó su libro de texto
Quantum Theory
, en 1951, éste fue recibido como un clásico, pero era un clásico sobre una materia en la que Bohm no tenía ya toda su confianza. Su mente, siempre activa y en constante búsqueda de explicaciones más profundas, ya estaba escudriñando una manera mejor de describir la realidad.
Un nuevo tipo de campo y la bala que mató a Lincoln
Tras sus charlas con Einstein, Bohm intentó encontrar una interpretación viable que sustituyera a la de Bohr. Empezó por suponer que las partículas, como los electrones,
sí
existen en ausencia del observador. Aceptó también que había una realidad más profunda por debajo del muro inviolable de Bohr, un nivel subcuántico que todavía esperaba ser descubierto por la ciencia. A partir de esas premisas, descubrió que podía explicar los descubrimientos de la física cuántica tan bien como Bohr, con sólo proponer la existencia de una nueva clase de campo en ese nivel subatómico. A ese nuevo campo lo llamó «potencial cuántico» y explicó que teóricamente se extendía por todo el espacio, al igual que la gravedad. No obstante, a diferencia de lo que ocurría en los campos gravitacionales, magnéticos y demás, su influencia no disminuía con la distancia. Sus efectos eran sutiles, pero el campo tenía la misma fuerza en todas partes. Bohm publicó su interpretación de la teoría cuántica en 1952.
La reacción ante el nuevo planteamiento fue negativa principalmente. Algunos físicos estaban tan convencidos de la imposibilidad de otra solución, que rechazaron sin más las ideas de Bohm. Otros lanzaron ataques apasionados contra sus razonamientos. Al final, prácticamente la totalidad de los argumentos se basaba sobre todo en diferencias filosóficas, pero no importaba: el punto de vista de Bohr había arraigado de tal modo en el campo de la física, que la solución de Bohm se consideró casi una herejía.
Pese a la dureza de los ataques, Bohm mantuvo la firme convicción de que en la realidad había algo más de lo que posibilitaba la visión de Bohr. Pensaba también que la ciencia mostraba una actitud demasiado limitada a la hora de enjuiciar ideas nuevas como la suya y examinó varias suposiciones filosóficas causantes de dicha actitud en su libro
Causalidad y azar en la física moderna
, publicado en 1957. Una de ellas era la presunción, muy extendida, de que cualquier teoría, como la teoría cuántica, puede ser completa por sí sola. Bohm la criticaba alegando que la naturaleza puede ser infinita. Como ninguna teoría puede explicar completamente algo que es infinito, Bohm insinuaba que si los investigadores se abstuvieran de hacer suposiciones semejantes, la investigación científica sin barreras saldría beneficiada.
En el libro argumentaba que la ciencia contemplaba la causalidad de una manera demasiado limitada. Se creía que la mayoría de los efectos tenían sólo una causa o varias. Bohm pensaba, sin embargo, que un efecto podía tener un número infinito de causas. Por ejemplo, si preguntas a alguien por la causa de la muerte de Lincoln, podría contestar que fue la bala de la pistola de John Wilkes Booth. Ahora bien, en una lista completa de las causas que contribuyeron a la muerte de Lincoln tendrían que figurar los acontecimientos que llevaron a la invención de la pistola, los factores que hicieron que Booth quisiera matar a Lincoln, las etapas de la evolución de la raza humana que posibilitaron que una mano fuera capaz de sostener una pistola, etcétera, etcétera. Bohm admitía que durante la mayor parte del tiempo se podía pasar por alto la larguísima cadena de causas que condujeron a un efecto determinado, pero creía también que era importante que los científicos recordaran que no podía existir una sola relación causa/efecto al margen del universo como totalidad.
Si quieres saber dónde estás, pregunta a los no locales
Durante esa misma época de su vida, Bohm continuó puliendo su planteamiento de la física cuántica. Cuando estudió con más detenimiento el significado del potencial cuántico, halló en él varias características que implicaban una desviación aún más radical con respecto al pensamiento ortodoxo. Una de ellas era la importancia de la totalidad. La ciencia clásica había considerado siempre que el estado de totalidad de un sistema se debía meramente a la interacción de las partes. Sin embargo, el potencial cuántico daba la vuelta a esa visión e indicaba que, en realidad, era el todo el que organizaba el comportamiento de las partes, lo cual, además de llevar un paso adelante la afirmación de Bohr de que las partículas subatómicas no son
algos
independientes sino que forman parte de un sistema indivisible, sugería que la totalidad era la realidad primaria en varios aspectos.
Explicaba también que los electrones puedan comportarse en los plasmas (y en otros estados especializados como la superconductividad) como totalidades interconectadas. En palabras de Bohm, «los electrones no están dispersos porque el sistema entero, mediante la acción del potencial cuántico, experimenta un movimiento coordinado que parece más una danza de ballet que una multitud de gente desorganizada». Y observaba, una vez más, que, «la totalidad cuántica de la actividad es más afín a la unidad organizada con que funcionan las partes de un ser vivo que a la clase de unidad que se obtiene al juntar las partes de una máquina».
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Una característica del potencial cuántico más sorprendente aún era su repercusión en la naturaleza de la localización. En el nivel de nuestras vidas cotidianas, las cosas tienen posiciones muy específicas; no obstante, según la interpretación de Bohm de la física cuántica, la posición deja de existir en el nivel subcuántico, el nivel en que actúa el potencial cuántico. Los puntos del espacio se vuelven todos iguales y no tiene sentido decir que una cosa está separada de otra. Los físicos denominan «no localidad» a esa propiedad.
El aspecto de no localidad del potencial cuántico permitió a Bohm explicar la conexión que existe entre partículas gemelas sin violar la prohibición que impone la teoría de la relatividad especial a que algo pueda viajar a más velocidad que la luz. Como ejemplo ilustrativo, ofrecía la siguiente analogía: imagínate un pez nadando en un acuario. Imagina también que nunca has visto un pez ni un acuario y que el único conocimiento que tienes de ellos procede de dos cámaras de televisión, una dirigida hacia el frente del acuario y la otra, hacia un lateral. Al mirar los dos monitores de televisión podrías creer equivocadamente que los peces que aparecen en ambas pantallas son dos entidades distintas. Después de todo, cada imagen será un poco distinta de la otra puesto que las cámaras están colocadas en distintos ángulos. Pero si sigues mirando, al final caerás en la cuenta de que hay una relación entre los dos peces: cuando uno gira, el otro gira también, con un giro ligeramente distinto pero relacionado; cuando uno mira al frente, el otro mira al lateral, y así sucesivamente. Si no conocieras toda la situación, podrías llegar a la conclusión errónea de que los peces se están comunicando de manera instantánea, aunque no sea ése el caso. No se produce comunicación alguna porque a un nivel más profundo de la realidad —la realidad del acuario— el hecho es que los dos peces son sólo uno y el mismo (véase fig. 6). Esto, según Bohm, es precisamente lo que ocurre entre partículas como los dos fotones que emite un átomo positronio al desintegrarse.