Cura si jugues als daus amb la natura. Podries perdre el teu gos

Hi ha certs àtoms que són radioactius, inestables, i es descomponen espontàniament.

És el cas, per exemple, del famosíssim Carboni-14, emprat per a conèixer l'antiguitat dels objectes i dels fòssils. També de les varietats d'urani i plutoni emprades a les centrals nuclears. N'hi ha que triguen mil·lèsimes de segon en desintegrar-se, i altres milers de  milions d'anys, en funció del tipus d'àtom.

Agafem un àtom de qualsevol d'aquests elements radioactius, i observem-lo. La nostra missió serà calcular quan triga en descompondre's. Així que, armats amb un imaginari súper microscopi i un rellotge de gran precisió, no apartem la vista del nostre àtom, protegits, això sí, de la radiació.

Aquí va. Ja ho tenim. Posem que aquest àtom s'ha desintegrat en 10 minuts.

Com que som uns bons experimentadors, i sabem que una flor no fa estiu, repetim l'experiment. A veure si tornem a obtenir els 10 minuts.

La qüestió és que ara el temps passa i passa. Portem 30 minuts, i el àtom segueix impassible. Ja estem cansats de mirar, i tot apunta a que aquest àtom no té cap intenció de desintegrar-se. Al final, ho ha fet, potser al cap d'unes hores.

Aquest experiment inventat ens serveix per enfrontar-nos a una de les més estranyes i extraordinàries característiques de la natura: l'atzar.

Sembla que en un món tan tecnificat, en el que tot ho descrivim amb fórmules matemàtiques i lleis físiques, l'atzar no hauria de tenir lloc. De fet, segons la física clàssica, abans que la quàntica ens fes tornar bojos, l'atzar, en un sentit estricte, no existia.

Amb la nostra habitual modèstia, crèiem que podíem descriure amb total precisió la natura. Quan tiràvem una moneda a l'aire, sabíem que, en realitat, l'atzar no estava present. Si poguéssim conèixer la força amb la que hem llançat la moneda, la resistència de l'aire, la direcció i força  de les petites corrents d'aire que circulen per l'habitació, les irregularitats del terra i de la moneda, el petit fregament que la moneda ha patit contra una de les ungles del experimentador, la vibració que provoca el veí caminant pel seu pis,... i 20.000 paràmetres més, podríem, amb les fórmules corresponents, predir perfectament si sortiria cara o creu. Una altra cosa és que és impossible, a la pràctica, controlar tots aquests paràmetres. Però que no ho puguem mesurar no vol dir que allò sigui atzar. Si tinguéssim un robot intel·ligentíssim amb sensors avançats que controlés milers de paràmetres, la màquina podria, amb mort encert, predir el resultat del llançament de la moneda (aquesta és una de les raons per les que et recomano que mai juguis contra un d'aquests robots llançadors de monedes si te'l trobes).

En resum, en una interpretació purista de la física clàssica, res en el nostre univers seria atzar. En principi, sempre podríem aproximar-nos cada cop més a la solució dels problemes més complicats amb les fórmules i observacions adequades.

I vet aquí que l'exemple de la desintegració de l'àtom radioactiu ens tomba aquesta hipòtesi.

Per més que repetim l'experiment, sempre obtindrem mesures diferents pel mateix tipus d'àtom. No, en aquest cas no es tracta d'errades de mesura, ni de corrents d'aire o veïns que ballen sorollosament per sobre nostre. Resulta que no hi ha forma possible de predir el moment precís en el que un àtom es desintegrarà. Aquesta indeterminació és, segons la quàntica, una característica intrínseca de la natura.

En el nivell més microscòpic de l'univers, funciona constantment l'atzar. Partícules que es creen i aniquilen espontàniament, sense que puguem predir-ho.

Vull tornar a precisar que no es tracta de disposar d'instruments de mesura més evolucionats i precisos. Segons la quàntica, mai podrem mesurar amb total seguretat la major part de fenòmens subatòmics, simplement perquè la natura és així.

Si l'atzar és inherent a la natura, al menys en un nivell microscòpic, vol això dir que en el nostre nivell macroscòpic també funciona? Després de tot, no vas pel carrer veient com es creen i s'aniquilen espontàniament persones. I el meu despertador sempre sona a les 7 del matí si l'he programat així (excepte quan se'n va l'electricitat, que és l'excusa que poso quan em dormo). Els exàmens s'acostumen a aprovar estudiant abans, i amb ells tampoc sembla que l'atzar funcioni massa bé.

Afortunadament per nosaltres, la natura va decidir que pel nivell macroscòpic, és a dir, tot el que sigui més gran que un electró, l'efecte de l'atzar és menyspreable. Bé, no és que la natura es reunís amb ella mateixa fa 13,8 mil milions d'anys i ho decidís així, és clar. És que l'agregació de multitud (milions i més) de partícules, cada una d'elles atzarosa, fa que el resultat no ho sigui.

No, no deixis l'article ara, si us plau. Deixa'm que t'ho expliqui, veuràs que és fàcil d'entendre.

Imagina't que tenim unes boletes petites que poden moure's. Les hem fabricat per a que es moguin cap a la dreta, però resulta que degut a petits errors en el procés de manufactura algunes  d'elles poden decidir espontàniament anar cap a l'esquerra. La qüestió és que és un comportament atzarós, i no el podem preveure. Aquest fet, bastant molest, deixarà de ser-ho si agreguem uns milers de boletes, formant una bola gran. Aquesta bola gran es mourà, sense cap mena de dubte, cap a la dreta, a pesar que alguns dels components intentaran obstinadament desviar la trajectòria (sempre que el comportament atzarós d'anar capa l'esquerra sigui minoritari, és clar).

Si salto al buit des d'un penya-segat em faré puré, i no importa que no pugui predir el comportament de cada una dels trilions de partícules que em formen.

L'atzar forma part de la natura, ens agradi o no. I aquest atzar fa que no existeixi el predeterminisme, i sempre s'hagi de parlar de probabilitats. La probabilitat que un electró pugui ser detectat fora de la caixa tancada on el tenim confinat no és zero, i no pot ser menyspreada. T'apostaries diners a que no pot sortir, tal com diu la física clàssica, i els podries perdre. Aquest efecte, aparentment impossible, és àmpliament emprat a la indústria, o en les memòries dels ordinadors. En canvi, la probabilitat que jo, format per infinitat d'electrons, pugui ser detectat fora d'una caixa tancada és pràcticament zero i podries apostar-t'hi els diners, la casa, i el gos tranquil·lament (abans d'apostar, però, comprova que m'hagin tancat prèviament dins la caixa!).

La cèlebre frase "Déu no juga als daus" amb la que Einstein es defensava de les interpretacions més radicals de la quàntica a començaments del segle XX és, en realitat, molt apropiada. L'univers juga als daus a cada moment, en cada lloc, tot i que ho fa a nivell microscòpic.

Acabo l'article, al menys això crec amb alta probabilitat. No sense abans recordar-te que no pots volar, que has d'estudiar els exàmens, i que no pots travessar les parets, a pesar de l'atzar de la natura. Ah! I que no és cosa bona que vagis pel món apostant el teu gos.