La paradoja del gato de Schrödinger es casi conocida por casi todo el mundo. Fue enunciada el 29 de noviembre de 1935 por Erwin Schrödinger como un experimento mental para echar por tierra la interpretación indeterminista de Copenhague de la ecuación que rige la mecánica cuántica, paradójicamente, enunciada por el propio Schrödinger.

Por Manuel Jiménez Cepero

En un intento de determinar el equivalente a la 2ª ley de la mecánica Newtoniana dentro de los átomos, la que relaciona las fuerzas que actúan sobre una partícula con su movimiento, Schrödinger abordó el problema bajo el punto de vista de De Broglie, quien sostenía que toda partícula lleva asociada una onda material, no solo los fotones. Con este enfoque, Schrödinger trató el problema del movimiento de los electrones dentro del átomo desde un punto de vista ondulatorio obteniendo su famosa ecuación en el año 1925. En ella interviene una función de onda que Schrödinger interpretó como la función de onda material asociada a cada partícula subatómica.

Pero la interpretación no estaba clara. En 1927 Werner Heisenberg, que había desarrollado un método independiente a la ecuación de Schrödinger, basado en el cálculo matricial, enunció su famoso principio de incertidumbre, que marcó el principio del fin del determinismo. Con el principio de incertidumbre en la mano Max Born abordó la interpretación de la función de onda de la ecuación de Schrödinger y llegó a la conclusión que se trataba de una onda de probabilidad que daba, no la posición de un electrón, sino la probabilidad de encontrarse en esa posición. Esa interpretación fue rápidamente aceptada y llevada a sus últimas consecuencias por Niels Bohr, dando lugar a lo que se conoce como la interpretación de Copenhague que, entre otros postulados, establecía el principio de superposición, o sea, un sistema cuántico se encuentra formando parte de todos sus estados posibles mientras no sea observado. El proceso de observación o medición hace que la función de onda del sistema colapse y presente un solo estado de los posibles.

A Schrödinger “le crecieron los enanos”, había intentado llevar el determinismo al interior del átomo y lo que había conseguido era darle a los indeterministas su mejor arma. Con la inestimable colaboración de Albert Einstein, también determinista, ambos se dedicaron en los siguientes años a intentar refutar la interpretación indeterminista de Copenhague. En Mayo de 1935 Einstein le escribió una carta a Schrödinger diciéndole que imaginara una pelota que había sido colocada en una de dos cajas idénticas. La probabilidad de encontrar la pelota era de un 50%, pero debido a la ignorancia, no a una incertidumbre innata. Como ese ejemplo no le pareció convincente, en agosto le envió otra carta en la que ahora había un explosivo inestable con la probabilidad de explotar antes de un año. Esto lo explicaría la mecánica cuántica, añadía, pero no hay indeterminación. Ambos ejemplos eran claramente refutables por los indeterministas porque no se referían a un sistema cuántico formado por una o varias partículas, sino a un sistema macroscópico en el que el principio de superposición no era aplicable.               

Esta segunda carta le hizo reflexionar a Schrödinger y dos semanas después le mandó a Einstein la situación de un gato encerrado en una caja con un material radiactivo que en el momento que emitiera una partícula rompería un tubo con gas venenoso que mataría al gato. Evidentemente el gato no era un sistema cuántico, pero la causa que podía matarlo si, ya que era la emisión o no de una partícula por parte del núcleo de un átomo (un electrón, por ejemplo). Mediante la interpretación de Copenhague de la función de onda del núcleo atómico con todos los estados posibles tomados como reales, había que suponer que el electrón había salido y no había salido a la vez, mientras no se abriera la caja, y por lo tanto, había que suponer que el gato estaba a la vez muerto y vivo dentro de la caja. A Einstein le pareció una idea genial que demostraba que la superposición cuántica era un artilugio matemático que permitía explicar el comportamiento de las partículas subatómicas, pero no era real. El 29 de Noviembre de 1935 Schrödinger presento la paradoja de su gato públicamente.

A lo largo de todos estos años se han buscado distintas explicaciones a la paradoja sin que ninguna de ellas se lleve “el gato al agua”. Algunas interpretaciones consideran, efectivamente, que la superposición cuántica es una abstracción matemática. Otras creen que el colapso de la función de onda se produce al interaccionar el sistema cuántico con cualquier otra partícula, o sea, un simple fotón puede actuar de observador y provocar que el electrón se decida por uno de todos sus estados posibles.

La paradoja del gato de Schrödinger ha rebasado la física y ha entrado en el campo de la filosofía y la metafísica haciendo que nos hagamos preguntas como: ¿Cómo es realmente la realidad cuando no interactuamos con ella? o ¿En qué medida nuestra interacción con la realidad la modifica?