Nova teoria quântica: “Não somos nada além de imagens de imagens”

Marcelo Ribeiro – Imagine se sentar e pegar seu livro favorito. Você olha para a imagem na capa, passa os dedos pela sua superfície, e sente aquele cheiro familiar de livro enquanto passa as páginas. Para você, o livro é composto por uma série de aparências sensoriais.

Mas você também tem a expectativa que o livro tenha sua própria existência independente por dessas aparências. Então, quando você põe o livro na mesa e entra na cozinha, ou sai de casa para o trabalho, você espera que o livro ainda tenha a mesma aparência e cheiro do que quando estava em suas mãos.

Esperar que os objetos tenham sua própria existência independente — independente de nós, e de quaisquer outros objetos — é na verdade uma suposição profunda que fazemos sobre o mundo. Essa suposição tem sua origem na revolução científica do século XVII, e faz parte do que chamamos de visão de mundo mecanicista. De acordo com essa visão, o mundo é como uma máquina gigante de relógios cujas peças são regidas por leis de movimento definidas.

Essa visão do mundo é responsável por grande parte do nosso avanço científico desde o século XVII. Mas, como argumenta o físico italiano Carlo Rovelli em seu novo livro Helgoland, teoria quântica (em tradução livre) — a teoria física que descreve o universo nas menores escalas — quase certamente mostra que essa visão de mundo é falsa. Em vez disso, Rovelli argumenta que devemos adotar uma visão de mundo “relacional”.

O que significa ser relacional?

Durante a revolução científica, o pioneiro da física Isaac Newton e seu homólogo alemão Gottfried Leibniz discordaram sobre a natureza do espaço e do tempo.

Newton alegou que o espaço e o tempo agiram como um “recipiente” para o conteúdo do universo. Ou seja, se pudéssemos remover o conteúdo do universo — todos os planetas, estrelas e galáxias — ficaríamos com espaço e tempo vazios. Esta é a visão “absoluta” do espaço e do tempo.

Leibniz, por outro lado, alegou que o espaço e o tempo não passavam da soma total de distâncias e durações entre todos os objetos e eventos do mundo. Se removessemos o conteúdo do universo, removeríamos o espaço e o tempo também. Esta é a visão “relacional” do espaço e do tempo: são apenas as relações espaciais e temporais entre objetos e eventos. A visão relacional do espaço e do tempo foi uma inspiração fundamental para Einstein quando ele desenvolveu a relatividade geral.

Rovelli faz uso dessa ideia para entender a mecânica quântica. Ele afirma que os objetos da teoria quântica, como um fóton, elétron ou outra partícula fundamental, nada mais são do que as propriedades que exibem ao interagir em relação a outros objetos.

Essas propriedades de um objeto quântico são determinadas através de experimentos, e incluem coisas como a posição, o momento e a energia do objeto. Juntos, eles compõem o estado de um objeto.

De acordo com a interpretação relacional de Rovelli, essas propriedades são tudo o que existe para o objeto: não há substância individual subjacente que “tenha” as propriedades.

Então, como isso nos ajuda a entender a teoria quântica?

Considere o conhecido quebra-cabeça quântico do gato de Schrödinger. Colocamos um gato em uma caixa com algum veneno mortal (como um frasco de gás venenoso) desencadeado por um processo quântico (como o decaimento de um átomo radioativo), e fechamos a tampa.

O processo quântico é um evento aleatório. Não há como prever, mas podemos descrevê-lo de uma maneira que nos diga as diferentes possibilidades do átomo decair ou não em algum período de tempo. Como o decaimento desencadeará a abertura do frasco de gás venenoso e, consequentemente, a morte do gato, a vida ou a morte do gato também é um evento puramente aleatório.

De acordo com a teoria quântica ortodoxa, o gato não está morto nem vivo até abrirmos a caixa e observarmos o sistema. A dúvida permanece sobre como seria o ponto de vista do gato não estando morto nem vivo.

Mas de acordo com a interpretação relacional, o estado de qualquer sistema é sempre em relação a algum outro sistema. Assim, o processo quântico na caixa pode ter um resultado indefinido em relação a nós, mas ter um resultado definitivo para o gato.

Portanto, é perfeitamente razoável que o gato não esteja morto nem vivo para nós, e ao mesmo tempo estar definitivamente vivo ou morto. Um fato é real para nós, e um fato é real para o gato. Quando abrimos a caixa, o estado do gato se torna definitivo para nós, mas o gato nunca esteve em um estado indefinido por si mesmo.

Na interpretação relacional não há visão global, “olho de Deus” da realidade.

O que isso nos diz sobre a realidade?

Rovelli argumenta que, como nosso mundo é, em última análise, quântico, devemos prestar atenção a essas lições. Em particular, objetos como seu livro favorito que só podem ter suas propriedades em relação a outros objetos, incluindo você.

Felizmente, isso também inclui todos os outros objetos, como sua mesa. Então, quando você vai trabalhar, seu livro favorito continua a existir como quando você o segurava. Mesmo assim, esta é uma reformulação dramática da natureza da realidade.

Nessa visão, o mundo é uma intrincada teia de inter-relações, de tal forma que os objetos não têm mais sua própria existência individual independente de outros objetos, como um jogo interminável de espelhos quânticos. Além disso, pode muito bem não haver nenhuma substância “metafísica” independente que componha nossa realidade que está por trás desta teia.

Como Rovelli diz:

“Não somos nada além de imagens de imagens. A realidade, incluindo nós mesmos, não passa de um véu fino e frágil, além do qual… não há nada.”