La Singularidad Desnuda

Un universo impredecible de pensamientos y cavilaciones sobre ciencia, tecnología y otros conundros

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“Timelike Infinity” de Stephen Baxter

Posted by Carlos en agosto 21, 2008

Timelike Infinity es el punto de entrada (o quizás podríamos decir el carril de aceleración) para la secuencia Xeelee, y una de las más brillantes obras de Stephen Baxter. El propio nombre de la novela es toda una declaración de intenciones del autor: el infinito de tipo tiempo es una de las tres condiciones de contorno de Cauchy de un universo abierto como el nuestro, y representa a los eventos en el futuro infinitamente remoto del observador (las otras dos condiciones de contorno de Cauchy serían el Big Bang inicial, y el infinito de tipo espacio). Nos hallamos pues ante una trama con pretensiones de magnitud cósmica, tanto en los objetivos de los personajes como de la secuencia temporal en la que se desarrolla la historia.

La narración comienza en la Tierra de dentro de unos 3200 años. En esa época la raza humana se haya sometida por una especie alienígena, los Qax. No es la primera vez que una ocupación de este tipo ha tenido lugar desde que allá por el año 3000 DC se desarrollaran los motores GUT y la tecnología de agujeros de gusano, la Humanidad se expandiera por el Sistema Solar y se empezara la exploración interestelar. El primer contacto con una raza alienígena -los Squeem- se produjo unos 400 años antes de la ocupación Qax, y el resultado fue nefasto a corto plazo: los Squeem sometieron a la Humanidad, aunque finalmente su dominio fue vencido. En este proceso se obtuvo el acceso a hipermotores (tecnología que al parecer los propios Squeem habían obtenido de los fabulosos Xeelee), lo que facilito una rápida segunda expansión humana. Dicha expansión se vio frenada en seco al entablar contacto con los Qax, y volver al estado de ocupación. En este caso, las perspectivas de futuro son sin embargo mucho más oscuras: los Qax han convertido la Tierra en una gigantesca biofactoría, con granjas de plancton a lo largo de todas las costas, y han proscrito el acceso a la tecnología avanzada desarrollada por el hombre (incluyendo los métodos de anti-senescencia que permitían alargar enormemente la vida).

Todo empieza cuando Jasoft Parz, una suerte de embajador humano, es convocado por el gobernador Qax. La reunión tiene lugar en un spline, una criatura viva y semi-sintiente adaptada para el viaje interestelar, y en ella el gobernador cuestiona a Parz sobre la llegada al Sistema Solar de una antigua nave terrestre. Se trata de la Cauchy, una nave que fue lanzada como parte del Proyecto Interfaz 1500 años antes en una trayectoria circular a velocidades relativistas. Su preciada carga es una de las bocas de un agujero de gusano, que por mor de la dilatación temporal sólo ha experimentado 100 años de tiempo propio. Esto significa que constituye una puerta temporal 14 siglos al pasado. Más aún, el gobernador informa a Parz de que otra nave terrestre, burlando todos los controles y empleando tecnología prohibida, ha despegado de la Tierra y ha atravesado el agujero de gusano. El Qax se halla totalmente fuera de juego y es incapaz de determinar una línea de acción, por lo que solicita consejo a Parz. Al no recibir información de utilidad de éste, finalmente decide crear otro agujero de gusano que conecte su presente con cinco siglos en el futuro, para de esta forma recibir ayuda de él mismo o de sus congéneres de dicha época. En el momento en que esta puerta temporal está lista, de ella emerge uno de los míticos nightfighters de los Xeelee, tripulado por un Qax. Éste les informa de los desastrosos resultados del viaje temporal de los humanos, y castiga al gobernador Qax por su incompetencia. Asimismo, comunica que una flota debe viajar a través del primer agujero de gusano para aplastar a la raza humana en el pasado. Dicha flota está compuesta por dos splines, y Jasoft Parz debe ir también, como parte de la humillación final para la Humanidad.

En la Tierra del año 3800 DC, Michael Poole -el ingeniero del proyecto Interfaz- recibe noticias de que una nave ha emergido del interfaz en Júpiter, aunque no se trata de la Cauchy. La única transmisión de radio de esta nave solicita su presencia, por lo que a pesar de su reticencia inicial, se desplaza a Júpiter desde su retiro en el Cinturón de Kuiper en compañía de Harry, una simulación informática de su padre. El mensaje fue enviado por Miriam Berg, antigua compañera sentimental de Poole y la única componente de la tripulación de la Cauchy que está a bordo de la astronave. El resto de ocupantes de esta nave son miembros del grupo encubierto que organizó su construcción y lanzamiento a través del interfaz. Dicho grupo se autodenomina los “Amigos de Wigner”, en referencia al experimento mental propuesto por el físico Eugene P. Wigner en el s. XX. Aunque su objetivo final es la salvación de la Humanidad, no muestran el menor interés en advertir a la Tierra de lo que se avecina en el futuro. Su plan -que se niegan a desvelar a Poole o a Berg- se basa en una interpretación radical de los postulados de Wigner, y es de una escala muchísimo mayor, tanto que cualquier sacrificio estaría justificado. Los eventos se precipitarán cuando desde la interfaz emerjan los splines Qax de 1400 años en el futuro dispuestos a acabar con la civilización humana.

Timelike Infinity es una novela brillante que conjuga satisfactoriamente elementos de space opera, viajes en el tiempo, y ciencia ficción hard. De hecho, uno de los grandes logros de Baxter en esta obra es encontrar un equilibrio entre la historia “local”, descrita y concluida de manera autocontenida (con algunos detalles ciertamente imaginativos, tales como la descripción física de los Qax, seres increíblemente frágiles físicamente y sin embargo de longevidad potencialmente indefinida), y la historia “global”, ese Universo en el que se desarrollan acontecimientos de escala inimaginable de los que los Xeelee son protagonistas. En este sentido, se introducen diferentes pinceladas sobre la gran obra de ingeniería cósmica de los Xeelee -el Anillo- y sobre el destino final del Universo, que hacen realmente volar la imaginación. Estos aspectos serán tratados en detalle en Ring,la impresionante conclusión (en el sentido cronológico) de la secuencia Xeelee.

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El amigo de Wigner y los misterios de la mecánica cuántica

Posted by Carlos en agosto 18, 2008

Eugene Paul Wigner

Eugene Paul Wigner (1902-1995)

La física se está volviendo terriblemente compleja, tanto que para cuando un físico aprende lo suficiente para comprender la naturaleza de los problemas ya es demasiado viejo para solucionarlos.

Eugene Wigner, físico y matemático húngaro

Eugene P. Wigner fue un físico y matemático de origen húngaro, fundamentalmente conocido por su investigación en el área de la mecánica cuántica y la física nuclear, la cual le valdría en 1963 el Premio Nobel de física. Científico de enorme talento, realizó también incursiones en un campo de índole más filosófica en relación a la interpretación de la mecánica cuántica como descripción de la realidad física, y más concretamente del papel que un observador consciente juega en el modelado de dicha realidad.

A grandes rasgos, un sistema se describe mecanico-cuánticamente mediante una función de onda que evoluciona en el tiempo y que contiene nuestro conocimiento sobre el mismo y los estados en los que puede encontrarse. A nivel macroscópico esta descripción no es determinista, ya que a partir de la función de onda sólo pueden determinarse probabilidades de cada uno de los estados del sistema. En un nivel práctico, el proceso de observación de dicho estado constituye una medida del sistema, y si se repite un gran número de veces la distribución de probabilidad de los resultados tenderá a reproducir la predicción de la función de onda. Existen en cualquier caso un número de cuestiones de fondo de naturaleza ontológica, tales como por ejemplo la realidad física de la función de onda, o el significado preciso de medida u observación.

Desde el punto de vista más clásico, la interpretación de Copenhague sugiere que la función de onda no es más que una construcción matemática sin naturaleza real, y que el proceso de medida resulta en un colapso de dicha función, obteniéndose un resultado de la observación de acuerdo con las probabilidades indicadas por la función de onda. Un punto de vista diametralmente opuesto, la interpretación de los múltiples universos, se basa en la idea de decoherencia cuántica, y sugiere que cuando la interacción de un sistema con su entorno alcanza un estado irreversible (diferentes partes de la función de onda del sistema se entrelazan con la función de onda del entorno de manera que no pueden seguir interfiriéndose), se produce una ramificación en universos alternativos en los que la función de onda parece haber colapsado a cada uno de los posibles resultados de la interacción. Ambas interpretaciones –la de Copenhague y la de los múltiples universos– tienen a su vez diferentes variantes (véase también el apunte de Pedro J. en relación a estos aspectos).

El experimento del gato de Schrödinger

El experimento del gato de Schrödinger

Interpretaciones como la de los múltiples universos simplifican la cuestión del proceso de medida, en particular en relación a la participación de un observador consciente, aunque la divergencia de un número potencialmente infinito de universos pueda parecer una solución poco económica. Por otra parte, la interpretación de Copenhague adolece de la vaguedad de la noción de medida, y es precisamente en este contexto en el que Eugene Wigner propuso el experimento mental conocido como el “amigo de Wigner”. Este experimento es una extensión del conspicuo experimento del gato de Schrödinger, y en él suponemos que la celda del gato está dentro de una celda mayor en la que hay otro científico que participa en el experimento (además de Wigner que permanece en el laboratorio fuera de ambas cajas). De acuerdo con la interpretación de Copenhague del experimento clásico, el gato esta en un estado de superposición vivo/muerto hasta que el observador abre la caja y comprueba su contenido. En el experimento de Wigner se procede del mismo modo, pero dado que el amigo de Wigner está a su vez dentro de una caja, el primero no sabe qué es lo que este último ha observado hasta que él mismo abra la celda y le pregunte. La cuestión es: ¿está el gato en un estado macroscópicamente definido una vez que el primer observador abre la caja, o sólo cuando Wigner descubre el resultado final? De asumir que no lo está en el momento en el que el amigo de Wigner abre la caja del gato, sino que se produce una superposición “gato vivo-amigo feliz”/“gato muerto-amigo triste”, podemos aplicar el mismo razonamiento a Wigner con relación a un tercer observador, y así sucesivamente. Se ha producido una catástrofe de von Neumann que sólo se puede solventar si se asume que fue el primer observador consciente el que hizo que la función de onda colapsara.

Nuevamente, la interpretación de los múltiples universos elimina esta aparente necesidad de un observador consciente, pero no es la única. Por ejemplo, teorías de colapso objetivo, e.g., la abogada por Roger Penrose, simplifican la cuestión: tan pronto como la superposición de estados alcanza una complejidad crítica se produce el colapso de manera espontánea. Ambas interpretaciones resultan satisfactorias, partiendo por supuesto de la base que el observador consciente no ha de tener ningún papel especial, lo cual parece bastante razonable. Como dijo Einstein, “¿de veras piensas que la Luna no está cuando no la miras?

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