Nota de lautor a aquesta edició
Aquesta és la segona edició, corregida i augmentada en algunes qüestions cabdals, del llibre del mateix títol editat per primera vegada lany 2004. Les novetats que conté aquesta edició no radiquen en els canvis que durant aquests darrers quinze anys shaurien pogut acumular en el tema que es tracta, el tema dels fonaments de la mecànica quàntica i de les conseqüències epistemològiques que sen deriven. En efecte, poques novetats substancials han aparegut en làrea de coneixement corresponent en aquest període de temps, si més no al meu parer i pel que en conec. Per això he renunciat dentrada a fer una posada al dia de la bibliografia citada en la primera edició: les mancances substancioses que intente superar en ledició present no venen dací. Tot i això, he fet dues excepcions importants quant a labsència de noves cites bibliogràfiques. La primera, un article de caràcter divulgatiu sobre tres experiments de lany 2015 (Abellan, Amaya i Mitchell, 2016), tots tres tancant el loophole que encara quedava obert fins aleshores: lescapatòria de lexigència conjunta de localitat, per una banda, i de capacitat de detecció total o suficient, per una altra (veg. § 3.4). La segona, en el mateix epígraf 3.4, un article recent (2018) amb el títol «Challenging local realism with human choices», en què diversos subjectes humans separats per distàncies planetàries realitzen a latzar les tries consecutives de les diferents direccions de mesura de lexperiment, amb un intent devitar raonablement qualsevol correlació mútua indesitjable. Totes les referències bibliogràfiques apareixen ara al final del llibre.
Això aclarit, em referiré a les novetats de contingut introduïdes en aquesta segona edició.
Per començar, només iniciar el llibre he precisat la diferència entre realisme i determinisme, a fi de fer més entenedor tot el que es diu sobre els dos termes en la resta del llibre.
En segon lloc, he introduït un nou subepígraf (§ 2.2.5), substancial, amb el títol «Lexperiment mental del gat de Shrödinger amb temps de vol diferents: consideració final», on es neutralitza un cert raonament contra el caràcter objectiu del col·lapse de la funció dona.
En tercer lloc, he avançat a lepígraf 3.1 ladvertiment de lexistència duna escapatòria fantàstica a fi de preservar el realisme, abans de comentar amb detall la qüestió en els epígrafs 3.4 i 3.5, i encara en les consideracions finals, on argumente perquè no crec que hauríem de validar aquest intent descapatòria.
En quart lloc, distingesc amb cura entre les desigualtats originals de Bell (veg. § 3.4) o les posteriors, dites desigualtats CHSH (veg. § 4.5), duna banda, i les desigualtats de dEspagnat (veg. § 3.5 i lapèndix), daltra banda. La violació de les unes o les altres desigualtats comporta el fracàs de tipus de realismes diferents: del realisme local, en els dos primers casos, o del realisme simultani, en el tercer cas.
Finalment, lantic epígraf 4.5 ha estat completament reformulat i ha vist canviar el títol, que ara esdevé «Sistemes vius i mecànica quàntica: respostes aleatòries i desigualtats de Bell».
Naturalment, sha aprofitat lavinentesa daquest canvis substancials per a introduir tot de petites correccions, la majoria lingüístiques o destil, a banda de les que comporta la consistència exigible dun únic text final.
Per una altra banda, he preservat la nota de lautor de la primera edició del llibre, amb els comentaris que shi fan sobre la naturalesa daquest i sobre algunes indicacions de lectura, i amb els diversos agraïments a col·legues i amics, alguns dels quals ens han deixat un buit immens en haver faltat en aquests darrers anys.
Així mateix, he volgut mantenir el sucós pròleg del professor Josep Bernabeu a la primera edició, a qui vull agrair el permís que mha donat per a fer-ho, com també vull agrair al professor Armando Pérez el pròleg a aquesta segona edició i les abundoses, enriquidores i grates discussions que hem tingut en el darrers anys sobre els temes del llibre.
Encara vull agrair al professor Vicent Quilis una informació cosmològica substancial i al professor José M. Senovilla la lectura crítica que va fer, fa anys, de la primera edició. Daquesta lectura es va derivar en particular una esmena puntual, però dentitat, que he incorporat a lactual capítol 5.
Abans dacabar la nota, el meu agraïment als membres del Departament dAstronomia i Astrofísica de la Universitat de València, Felicidad Pellicer i Enric Marco, per lassistència informàtica, i a tot el Departament per lacollida tan grata que sempre mha dispensat, abans i després del meu nomenament com a professor emèrit de la Universitat de València.
També al Servei de Publicacions de la Universitat de València i a qui, fins no fa gaire, en fou el director, el professor Josep Lluís Canet, el reconeixement per haver volgut atendre la meua proposta de publicar aquesta segona edició.
Finalment, el meu agraïment a Maite Simon, cap dEdició, als correctors Elvira Iñigo i David Lluch, i encara a Inmaculada Mesa i Celso Hernández, per la professionalitat i lamabilitat del tracte.
València, novembre de 2019
Nota de lautor a la primera edició
El caràcter daquest llibre és el dun assaig divulgatiu adreçat a qualsevol persona mínimament atenta i sensible als grans interrogants que ens han acompanyat des de sempre als humans; és també un llibre per a qualsevol filòsof, professional o amateur, atent a les vicissituds de la ciència, i encara per a un físic professional interessat en qüestions fonamentals de la física i del coneixement. Així doncs, he intentat que el to i els pressupòsits del discurs sacomoden a un públic general, enllà de la colla restringida dels físics en actiu, encara que la consideració de la somera bibliografia que propose a la fi de cada capítol puga fer semblar que determinades referències són innecessàriament especialitzades. És per això que voldria aprofitar aquesta nota per donar alguna indicació, evident daltra banda, sobre com shauria de consultar aquella bibliografia: el lector amb pocs coneixements de física farà bé dignorar totes les referències més tècniques de revistes científiques i limitar-se a aquelles que són estrictament revistes de divulgació científica com és ara, per exemple, Investigación y Ciencia. Les referències que estan destinades a aquest lector són les de caràcter general que apareixen al final de la introducció o, també, amb el mateix caràcter, en la bibliografia daltres capítols, generalment en forma de llibres.
No obstant això, com entre els destinataris daquest llibre es troben també els físics que prossegueixen, en un camp o en un altre de la física, una tasca investigadora, he volgut consignar igualment alguns llibres tècnics o alguns articles apareguts en revistes dinvestigació en allò tocant a la mecànica quàntica i la cosmologia. Tot i així i pel que fa a aquests articles, sempre que he pogut he seleccionat aquells apareguts en revistes científiques un punt generalistes com Physics Today, Nature, Science, etc. En qualsevol cas, la bibliografia presentada és molt somera, i lhe citada sempre amb lesperança de servir millor les necessitats informatives i de comprensió del lector sense acudir per sistema als treballs originals en cada tema. Això ha fet que, en alguns casos, haja citat referències molt modernes amb lesperança que el lector interessat hi puga trobar noves referències dinterès.
Encara tres indicacions per a una bona lectura del text:
1) En general, cada nou concepte introduït que necessita dalgun tipus de definició figura en cursiva en la primera aparició i, com a norma general, en lletra redona en aparicions ulteriors.
2) Molt freqüentment, el terme mecànica quàntica apareix abreujat com a MQ.
3) Un índex analític a la fi del llibre facilitarà al lector la localització en el text dels termes rellevants que li interessen en un moment donat.
No voldria acabar aquesta nota sense donar les gràcies a tots els col·legues que, amb els seus suggeriments i crítiques i amb les seues informacions, mhan ajudat en la redacció daquest llibre.
En primer lloc, al meu admirat col·lega, el professor Josep Bernabeu, qui no solament ha redactat el pròleg daquest llibre, sinó que nha fet una lectura atenta, plena dobservacions i crítiques impagables, que li vull agrair ací. També al professor Diego Sáez, que ha fet el mateix amb el capítol 5.
Al professor Guillermo García Alcaine, amb qui durant me· sos he mantingut una intensa relació epistolar sobre fonaments de mecànica quàntica que ha estat per a mi dallò més informativa i aclaridora.
Als professors Eliseu Borràs, Tolo Coll, Chus Martín, Josep Ros i Emilio Santos, amb qui he discutit sovint profitosament, ara i fa anys, sobre algunes de les qüestions dinterpretació de la mecànica quàntica i de qui he rebut indicacions bibliogràfiques valuoses. També al professor Paco Montes, a qui dec una lectura crítica dalguns capítols del llibre i amb qui he prosseguit i pros· seguisc investigacions sobre algunes qüestions relacionades amb el contingut dun daquests capítols. Finalment, he dagrair en· cara als professors Enric Casaban, Vicent Martínez Sancho, José Luis Sánchez Gómez, José Manuel Sánchez Ron i Toñi Sánchez Macarro altres indicacions bibliogràfiques útils per a la finalitat daquest llibre i al professor Quico Botella, lamabilitat duna visi· ta guiada al laboratori docent de física quàntica de la Universitat de València.
Però, després dhaver gaudit del concurs crític de tants col· legues, els errors que encara puga contenir aquest llibre shaurien datribuir únicament a la contumàcia de lautor.
A un altre nivell, vull agrair a la meua universitat, la Universitat de València, lany sabàtic que, dins del programa danys sabàtics que té la institució, em va concedir per al curs 2002·2003. Sense aquesta llicència el llibre no hauria vist la llum, o hauria tardat encara molt a veure·la. Que sem permeta, doncs, expressar des dací la meua admiració per tots aquells col·legues que, sense cap any sabàtic, són capaços datendre les seues obligacions docents i investigadores ordinàries i alhora enllestir un llibre. I que sem permeta, a punt dacabar aquesta nota, donar les gràcies, mentre tre men congratule, a tots els meus companys i companyes del Departament dAstronomia i Astrofísica per latmosfera plaent de treball i companyonia que hem sabut crear entre tots, pel regal abundós de discussions científiques enriquidores i per la paciència que mhan dispensat des de fa anys corregint la meua imperícia per a tractar amb els ordinadors.
Finalment, he dagrair a Dolors Sanchis, Lluís Miró i Celso Hernández, del Servei de Publicacions de la Universitat de València, la professionalitat i linterès a lhora deditar aquest llibre.
València, setembre de 2003
Introducció
Déu veié que la llum era bona,
i separà la llum de les tenebres
Gènesi
Aquest llibre tracta de lenigma de lorigen del món, un enigma que ha intrigat des de sempre els humans. Tracta, doncs, de la creació o, si es vol, de lautocreació que aquest origen suposa. De la creació primordial i de la creació que persevera fins avui com una manifestació permanent, quotidiana fins i tot, de la pròpia naturalesa del món. El llibre socupa alhora de dues qüestions, diguem-ne epistemològiques, més lligades que no sembla a lenigma esmentat: per una banda, la qüestió del determinisme això és, la qüestió de si tot en lesdevenir natural i humà està prèviament determinat per uns antecedents i, per una altra banda, la qüestió del realisme això és, la qüestió de si hi ha una realitat prèvia a lexperiència i independent daquesta, que en determinaria el resultat, lexperiència dobservar, mesurar o pensar aquella realitat.
A primera vista, el determinisme i el realisme així definits podrien semblar el mateix. En realitat, en el sentit més precís que donarem a aquests dos termes, el primer és més exigent que el segon. En efecte, mentre que en un llenguatge una mica més tècnic, el determinisme parlaria per definició de tota una trajectòria dinàmica determinada per unes condicions inicials úniques, el realisme deixaria la porta oberta a què, per exemple, la mesura pertorbés la suposada realitat preexistent de manera imprevisible. Amb això, lantiga realitat perdria qualsevol caràcter predictiu en favor de la predictivitat lligada al coneixement duna nova realitat que la mesura hauria produït.
Totes aquestes qüestions han estat objecte de reflexió filosòfica des de fa més de 2.000 anys, durant els quals han rebut uns tractaments i unes respostes dallò més divers i, fins i tot, contradictori. Daltra banda, aquests desacords reiterats són més aviat comprensibles atesa la dificultat, o encara la impossibilitat, si més no fins fa ben poc, dun contrast diriment amb lexperiència. En qualsevol cas, la voluntat daquest llibre no és la dacumular més interrogants ni més confusió sobre uns problemes epistemològics tan permanents afegint-hi gratuïtament una nova versió daquells tractaments i respostes. Una versió que, si no fos tan nova, podria ser del tot innecessària en un camp dintents de resposta tan espés i, per això, tan necessitat daclariment. Però, una versió que, encara que poguéssem adjudicar-li aquella novetat, no crec que fos un bon servei a la causa daquest aclariment si en la seua fonamentació, una vegada més, no atén més que a intuïcions i parers subjectius i poc contrastats. Dit en positiu, la voluntat daquest llibre és la dencarar aquests problemes epistemològics mil·lenaris a partir dallò que sabem avui de més bàsic sobre les propietats del món físic; és a dir, a partir daquesta teoria física que és la mecànica quàntica i de la seua interpretació, i de fer veure o això espere que una correcta interpretació daquesta disciplina física és capaç de dirimir de manera convincent dilemes epistemològics que shavien mantingut indecidibles durant 2.500 anys.1 Si al llarg daquestes pàgines he estat capaç de plasmar en actes convincents aquella voluntat daclariment en un camp del coneixement aclaparat per una confusió comprensible, el lector interessat ho jutjarà per si mateix. Em resta, però, lesperança que el seu veredicte final no siga essencialment negatiu.
En consonància amb tot això, diré en particular que lorigen de lUnivers com un tot planteja un problema singular de comprensió que ha estat un motiu recurrent de la reflexió humana. Un problema que podríem exposar en aquests termes: o bé lUnivers existeix des de sempre, o bé ha tingut un començament. Si és allò primer, això vol dir un nombre infinit desdeveniments lligats a aquella existència des de tota leternitat passada. Però, què vol dir un nombre infinit de fets esdevinguts? Té realment això algun sentit? Contràriament, si lUnivers ha tingut un començament, què hi havia abans? Si no hi havia res, don va eixir després tanta cosa com hi ha hagut i hi ha arreu del món? Però, si es pretén que de fet hi havia alguna cosa prèvia a aquell començament, caldrà concloure de seguida que ens havíem precipitat a lhora danunciar-lo i que hem de remuntar-nos encara cap enrere a la recerca de lorigen de debò, de lorigen daquella cosa prèvia. Si comencem amb la qüestió del determinisme, que més endavant lligarem curt amb lenigma de lorigen del món, cal dir que la qüestió ha estat encarada des de sempre amb una singular ambivalència: en oposició al «tot està escrit» o «és el destí», o encara al ferri encadenament de les causes i els seus efectes del pensament científic tradicional, fa el seu camí la vida personal i social basada, implícitament o explícita, en la responsabilitat, lesforç personal i els fruits que se nesperen, la moral, la llei i els tribunals, el juí i les sancions. ¿És tot açò un fantàstic malentés en què uns individus, en tot determinats, secreten de manera espúria i ineluctable la fantasia que fan i desfan des de la seua decisió irreductible i responsable mentre tot, en la seua vida personal i social, es desenvolupa segons el programa dun pla prescrit? Segons un programa que ja conté lautoengany i la falta dadvertiment dels seus executors, o encara si es vol la consciència més o menys explícita daquest destí, sense que això últim puga canviar-hi res?