Um dos aspectos mais perplexos da mecânica quântica é que pequenas partículas subatómicas não parecem "escolher" um estado até que um observador externo o meça. O acto de medição converte todas as vagas possibilidades do que poderia acontecer num resultado definitivo e concreto. Enquanto a matemática da mecânica quântica fornece regras para a forma como esse processo funciona, a matemática não explica realmente o que isso significa em termos práticos.
Uma ideia é que a consciência — uma consciência de nós próprios e do impacto que temos no nosso ambiente — desempenha um papel fundamental na medição e que é a nossa experiência do universo que a converte de meramente imaginada para verdadeiramente real.
Mas se for este o caso, então é possível que a consciência humana possa explicar um pouco da esquisitice da mecânica quântica?
Medição quântica
A mecânica quântica são as regras que governam o jardim zoológico das partículas subatómicas que compõem o universo. A mecânica quântica diz-nos que vivemos num mundo fundamental não determinista. Por outras palavras, pelo menos quando se trata do mundo das partículas minúsculas, é impossível, por mais espertos que sejam os cientistas no seu desenho experimental ou por mais perfeitamente conhecedores das condições iniciais dessa experiência, prever com certeza o resultado de qualquer experiência. Conhece a força que actua sobre um próton? Não há um local fixo onde é certo estar dentro de poucos segundos — apenas um conjunto de probabilidades de onde poderia estar.
Felizmente, esta indeterminação surge apenas no mundo subatómico; no mundo macroscópico, tudo funciona de acordo com as leis determinísticas da física (e não, não sabemos exactamente porque é que essa divisão acontece, mas isso é um problema para um dia diferente).
Quando os físicos realizam uma experiência em sistemas quânticos (por exemplo, tentando medir os níveis de energia de um electrão num átomo), nunca têm a certeza da resposta que irão obter. Em vez disso, as equações da mecânica quântica prevêem as probabilidades destes níveis de energia. Uma vez que os cientistas realmente conduzem a experiência, porém, obtêm um desses resultados, e de repente o universo torna-se novamente determinista; uma vez que os cientistas conhecem o nível de energia do electrão, por exemplo, sabem exactamente o que ele vai fazer, porque a sua "função de onda" colapsa e a partícula escolhe um determinado nível de energia.
Esta passagem do indeterminismo ao determinismo é completamente estranha, e não há outra teoria na física que funcione da mesma forma. O que torna o acto de medição tão especial? Uma miríade de interacções quânticas acontece no universo a toda a hora. Será que essas interacções experimentam o mesmo tipo de viragem, mesmo quando ninguém está a olhar?
O papel da consciência
A interpretação padrão da mecânica quântica, conhecida como a interpretação de Copenhaga, diz para ignorar tudo isto e concentrar-se apenas na obtenção de resultados. Nessa perspectiva, o mundo subatómico é fundamentalmente inescrutável e as pessoas não devem tentar desenvolver imagens coerentes do que se está a passar. Em vez disso, os cientistas deveriam ter a sorte de, pelo menos, poderem fazer previsões usando as equações da mecânica quântica.
Mas para muitas pessoas, isso não é satisfatório. Parece que há algo incrivelmente especial no processo de medição que aparece apenas na teoria quântica. Esta especialidade torna-se ainda mais marcante quando se compara a medição com, digamos, literalmente, qualquer outra interacção.
Por exemplo, numa nuvem de gás distante, no fundo da vastidão do espaço interestelar, ninguém está por perto; ninguém está a observar. Se, dentro dessa nuvem de gás, dois átomos chocarem um com o outro, isto é uma interacção quântica, pelo que as regras da mecânica quântica devem aplicar-se. Mas não há "medição" e nenhum resultado — é apenas um dos triliões de interacções aleatórias que acontecem todos os dias, não observadas pelos humanos. E assim, as regras da mecânica quântica dizem-nos que a interacção permanece indeterminada.
Mas se esses mesmos dois átomos se colidirem dentro de um laboratório, os cientistas podem medir e registar o que aconteceu. Porque ocorreu uma medição, as mesmas regras da mecânica quântica dizem-nos que o indeterminismo virou para se tornar determinista — foi isso que me permitiu escrever um resultado concreto.
O que há de tão diferente entre estes dois casos? Ambos envolvem partículas subatómicas que interagem com outras partículas subatómicas. E cada passo do processo de medição envolve partículas subatómicas a algum nível, pelo que não deve haver uma fuga às regras quânticas habituais que dizem que o resultado deve ser indeterminado.
Alguns teóricos, como o físico quântico pioneiro Eugene Wigner (abre em novo separador) , salientam que a única diferença entre estes dois cenários é que um envolve um observador consciente e pensante e o outro não. Assim, o que se chama um "colapso" na mecânica quântica (a transição das probabilidades indeterministas para um resultado concreto) depende da consciência.
Sonhos do universo
Porque a consciência é tão importante para os humanos, temos tendência a pensar que há algo de especial nela. Afinal de contas, os animais são as únicas entidades conscientes conhecidas a habitar o universo. E uma forma de interpretar as regras da mecânica quântica é seguir a lógica acima referida até ao seu extremo: Aquilo a que chamamos uma medida é realmente a intervenção de um agente consciente numa cadeia de interacções subatómicas de outro modo mundanas.
Esta linha de pensamento exige que a consciência seja diferente de toda a outra física do universo. Caso contrário, os cientistas poderiam (e argumentam) que a consciência é apenas a soma de várias interacções subatómicas. Se for esse o caso, não há um ponto final na cadeia de medida. E se assim for, então o que os cientistas fazem no laboratório não é realmente diferente do que acontece em nuvens de gás aleatórias.
Embora não seja estritamente uma teoria física, o conceito de consciência como diferente e separado do universo material tem uma longa tradição em filosofia e teologia.
No entanto, até alguém conseguir descobrir uma forma de testar este conceito de consciência como separado do resto das leis físicas numa experiência científica, terá de permanecer no reino da filosofia e da especulação.
Isto faz parte de uma série contínua que descreve potenciais interpretações da mecânica quântica.
