Teoria de l'orde implicat

L'orde implicat és un orde fonamental i invisible de l'univers l'existència del qual va ser sugerida per primera volta pel físic David Bohm.

La teoria de l'orde implicat és una concepció especulativa de la física teòrica i la metafísica, recolzada primer pel físic nortamericà David Bohm, després represa per diversos investigadors i autors com Basil Hiley, Karl Pribram, Paavo Pylkkänen o, en un entorn més místic, Michael Talbot i David Peat. Segons esta teoria, una realitat més profunda subyacer a l'univers, i el món que el ser humà percep en els sentits és només una ilusió, una espècie de fantasma o proyecció d'esta coherència amagada. La noció d'orde implicat emfatisa la primacia de l'estructura i el procés sobre els objectes individuals. Estos últims s'interpreten com a simples aproximacions d'un sistema dinàmic subjacent. Les partícules elementals i tots els objectes tindrien, per tant, només un grau llimitat d'individualitat.

El terme «implicat» deriva del llatí implicatus (‘envolt’), una de les formes del participi passat de implicara (‘doblar, enredrar’). Per tant, descriu una realitat en la que cada part està en contacte en les demés. Cada fragment de la realitat conté informació sobre cada u dels atres fragments, de modo que cada element del món es relaciona en l'estructura de l'univers en el seu conjunt. L'orde implicat, que està amagat, produïx la realitat fenoménica —la que percebem en els nostres sentits i instruments— i en ella, l'orde de l'espai i el temps, la separació i la distància, els camps electromagnètics i la força mecànica. Esta realitat mateixa opera segons un orde que Bohm crida «l'orde explícit», un món obert i revelat de forma manifesta.

Per a Bohm, la «verdadera» realitat només pot ser captada per una ment lliure, lliberada de les ilusions generades pel procés mateix del pensament. L'univers perceptible i mensurable és només una manifestació d'esta profunda realitat subjacent, o una proyecció de nivells més profunts de realitat que a la seua volta s'originen en un orde implicat últim. Esta manifestació, o proyecció, es porta a terme segons un procés pel qual les partícules subatòmiques es «dissolen» constantment en l'orde implicat i després es «cristalizan» en l'orde explicat.

Paradoxa EPR i no localitat

Per a David Bohm, l'estranyea dels fenomens quàntics, en particular els que impliquen no localitat, pot explicar-se com a conseqüència d'una activitat que encara escapa a l'investigació dels físics. Sosté que l'espai i el temps poden inferirse a partir d'un nivell de realitat objectiva encara més profunt que el manifestat en la física quàntica estàndar. Este és el punt de partida de la seua concepció de l'orde implicat.

La paradoxa EPR i l'idea de variables amagades

Archiu:Caps block 4 figure (fr).png

Representació artística de la generació d'un parell de fotons entrellaçats per mig d'un raig làser que travessa un cristal.

L'anomenada «paradoxa EPR» constituïx una referència essencial per a tota la teoria de David Bohm. Esta paradoxa prové d'un experiment mental descrit per Albert Einstein, Boris Podolsky i Nathan Rosen (d'ahí l'acrònim EPR), formalisat pel físic John Bell qui ho va convertir en teorema, repres/représ per Bohm com a part de la seua mecànica i confirmat pel físic Alain Aspect en 1982. En la seua versió simplificada es basa en el següent raonament: si separem un parell de partícules elementals, per eixemple un parell d'electrons sense espin (l'espin representa la rotació característica de les partícules elementals), una d'estes partícules deu tindre, segons la llei de conservació de l'espin (una de les lleis de mecànica quàntica), un espin de + ½ i l'atre de – ½. En este sentit, es diu que estan «entrellaçades». Si ara suponem que estes partícules entrellaçades són enviades cada una en direccions opostes fins a alcançar distàncies molt grans, i que invertim el signe de l'espin d'una d'elles, l'atra partícula, per a garantisar la llei de conservació de l'espin, tindrà per a canviar instantàneament el signe del seu propi espin. Açò és lo Bohm crida «l'efecte dels espin enllaçats». No obstant, davant tal fenomen, el compliment de la llei de la conservació de l'espin significa violar una llei fonamental de la teoria de la relativitat que establix que les senyals no poden propagar-se instantàneament, sino només a una velocitat finita que és la de la llum. La modificació d'una de les característiques d'una partícula entrellaçada genera per tant un event no local incompatible en la física relativista clàssica.

Els resultats de l'experiment EPR semblen demostrar que les partícules subatòmiques que es troben molt alluntades són capaces de comunicar-se entre sí d'una manera que no pot explicar-se per l'emissió de senyals que viagen a la velocitat de la llum. Per lo tant, com va afirmar Einstein, o la mecànica quàntica és errònea, o be les partícules elementals deuen respondre a variables «amagades» o «adicionals» que posen en dubte l'integritat de la mecànica quàntica i que deuen ser descobertes. Va ser en 1964 quan John Bell va establir les famoses desigualtats de Bell, que podien verificar-se si existien variables amagades —en el sentit definit per Einstein (és dir, les variables conegudes com a «locals» i que respectaven el principi de causalitat clàssica— , i invalidar-se en cas contrari. A principis dels anys 1980 es varen portar a terme experiments destinats precisament a verificar les desigualtats de Bell, que varen donar com resultat una violació de les desigualtats, invalidant la possibilitat de l'existència de tals variables.

Variables amagades no locals

Les desigualtats de Bell varen ser formulades pel seu autor no per a confirmar l'interpretació de Copenhague (que establix l'impossibilitat de variables amagades) sino per a confirmar la de Bohm (que afirma l'existència de variables no locals adicionals). De fet, no són totes les teories en variables amagades les que queden refutadas per la violació de les desigualtats de Bell, sino totes les que són locals. Ya que les variables no locals no obedixen les lleis de la física relativista i el seu valor es determina en una escala subcuántica (per baix de l'escala de Planck), escapen a l'objecció de violació de les desigualtats. En lloc de comportar-se de manera verdaderament aleatòria com en el model ortodox de la mecànica quàntica, les partícules podrien molt ben evolucionar en un decorregut subcuántico que actuaria sobre elles de manera causal —pero en un sentit no clàssic— com les molècules d'aigua invisibles que eixercixen una influència amagada sobre els grans de polen en l'aire en fer que es moguen de manera aparentment aleatòria.

Bohm identifica estes variables no locals —l'existència de les quals presupon— en lo que ell flama «potencial quàntic», un principi que rig la matèria de manera determinista i causal, pero en un nivell de realitat que ya no se situa en l'espai-temps com ocorre en la física clàssica o relativista. Segons esta perspectiva, les partícules subatòmiques permaneixen en contacte independentment de la distància entre elles perque la seua separació és una ilusió que té lloc en l'espai-temps. Bohm desenrolla gradualment l'idea de que, en un cert nivell de realitat més profunt que el del món aparent, estes partícules no són entitats individuals, sino extensions del mateix sistema fonamental. És principalment esta idea la que li du a concebre la seua «teoria de l'orde implícit», que pretén conectar events disjuntos en l'espai i el temps:

«En l'orde implicat, l'espai i el temps ya no són els factors principals que determinen les relacions de dependència o independència entre els diferents elements. Pel contrari, és possible un tipo de conexió completament diferent, de la que s'extrauen les nostres nocions ordinàries d'espai i temps, i de partícules materials que existixen per separat, com a formes derivades de l'orde més profunt».

Per a Bohm, després para Basil Hiley i Fabio Frescura en els qui va colaborar, este orde implicat prové d'una «pregeometría» i un àlgebra que són els únics capaços de descriure dit «preespacio». Estes noves matemàtiques constituirien una espècie d'extensió de la relativitat general, una teoria que també es basa en la geometria per a descriure el comportament dels objectes que allí es troben. De la mateixa manera que Einstein, Bohm i els seus colegues qüestionen l'integritat de la física quàntica no només en introduir variables adicionals (en este cas, les partícules mateixes i la seua dinàmica determinista) sino en articular un nou concepte d'espai-temps.

Potencial quàntic i camp d'informació.

David Bohm no accepta l'interpretació ya clàssica de la mecànica quàntica històricament associada a l'escola de Copenhague. Rebuja en particular la noció, segons ell mal definida i insatisfactòria, de colapse de la funció d'ona en totes les paradoxes que d'això es deriven. Opta per una interpretació «ontològica» i «causal», lo que implica l'existència real de partícules i camps. Va reformular completament l'equació de Schrödinger que descriu el moviment de l'electró per mig d'una funció d'ona especial afegint un paràmetro crucial: el «potencial quàntic», sobre el qual es regula l'orde aparent del món.

El potencial quàntic

Potencial quàntic

$Q=-\frac{{\hslash }^2}{2m}\frac{{\mathrm{\nabla }}^{2}R}{R}$

Per a transformar el caràcter provabilístic de la mecànica quàntica en una teoria determinista, Bohm va introduir el potencial quàntic en la seua pròpia teoria. Este potencial descriu formalment cóm les partícules poden moure's a lo llarc de trayectòries predefinides, d'acort en un principi no local que actua com si conduïra electrons. Bohm va desenrollar aixina lo que es coneix com «mecànica bohmiana», és dir, una mecànica quàntica no clàssica que utilisa conceptes inspirats en la teoria de «ona pilot» de Louis de Broglie, desenrollada a la seua volta en els inicis de la mecànica quàntica entre 1923 i 1926.

El potencial quàntic de Bohm ($\mathbb{Q}$) no és una cantitat que disminuïx en l'invers del quadrat de la distància com ho fan totes les senyals electromagnètiques en la física clàssica; és una cantitat l'intensitat de la qual no depén de la distància, sino només de la «forma» de l'amplitut de la funció d'ona $\psi$ Schrödinger, lo que inevitablement genera efectes no locals:

«A diferència dels potencials elèctric i magnètic, el potencial quàntic només depén de la forma. Açò significa que inclús quan este potencial quàntic és dèbil, pot tindre una enorme influència sobre la partícula. És com si una ona en un llac fora capaç de fer botar un corcho que sura en l'aigua, encara que estiga molt llunt de la font de l'ona».

Les característiques del potencial quàntic no només són hipotètiques en la mida en que la física quàntica va reconéixer ya en 1948, en el físic Hendrik Casimir, l'existència d'un buit quàntic, també cridat «camp de punt zero», que Bohm va interpretar com un oceà infinit d'energia del que podia extraure el seu potencial. L'energia del punt zero implica que, inclús en absència de matèria, el buit té una energia major quant menor és el volum considerat, lo que significa que el buit té una energia infinita o immensa. A escala macroscòpica, esta energia és insignificant perque les fluctuacions s'anulen en grans volums, pero no obstant té efectes físics microscòpics com l'efecte Casimir, l'emissió espontànea de fotons pels àtoms, la producció de parells de partícules/antipartículas o una mínima agitació de molècules. Per a Bohm, és en el buit quàntic de l'univers a on residix tota la seua energia, permetent el desplegament de l'espai, el temps i la matèria:

«Lo que implica l'hipòtesis proposta [l'hipòtesis de l'oceà infinit d'energia] és que tota esta energia està present en l'espai buit i que la matèria, tal com la coneixem, és només una menuda ona en este immens mar. Esta mar se situa en l'orde implicat i de cap manera, en modo essencial, en l'espai i el temps. No obstant, és tot l'univers, inclosos l'espai, el temps i la matèria que coneixem, el que es manifesta en esta llaugera arruga».

Els acontenyiments no locals de la mecànica quàntica ya no poden explicar-se com a senyals misterioses que anirien a una velocitat superliminal (superior a la velocitat de la llum) o instantàneament, i gràcies a les quals certes partícules es comunicarien entre sí, sino pel fet de que estes partícules en realitat mai s'han mogut ni fragmentat. De fet, les partícules contindrien una profunda realitat unitària que precediria a qualsevol divisió de l'espai i del temps.

L'ona pilot i el camp d'informació

Paquet d'ones (en blava) i la seua «envoltura» (en roig). La envoltura es mou a la velocitat del grup.

El concepte de potencial quàntic va dur a Bohm a reinterpretar la mecànica quàntica generalisant la funció d'ona a tot l'univers. Esta funció té, tant per a Bohm com para Schrödinger, un caràcter objectiu, en el sentit de que permet descriure la realitat independentment de l'observador. Pero també revela, a través de la seua estructura i dinàmica, una realitat invisible que organisa el món material a nivell subatòmic.

A partir de 1952 Bohm va actualisar la noció de «ona pilot» que va falcar el físic Louis de Broglie en 1923. Basant-se principalment en els treballs d'Einstein sobre els fotons i les seues propietats ondulatorias, el físic francés va demostrar que qualsevol partícula elemental (electró, protón, etc.) està associada a una ona, a la que crida «ona de matèria» o «ona pilot», i la llongitut de la qual es pot calcular. Esta ona no pot considerar-se com una única ona que es propaga indefinidament en l'espai: constituïx un conjunt d'ones superpostes nomenades per de Broglie «paquet d'ones» o «tren d'ones», que es propaga de forma llineal i «guia» l'electró en el seu moviment. Cada fase de l'ona viaja a una velocitat llaugerament diferent (definida per la velocitat de fase $v_{\varphi }$), per lo tant té una llongitut d'ona llaugerament diferent pero es manté entre dos valors determinats, un de mínim i un atre màxim. No obstant, en este context particular a on les ones estan llaugerament desfasadas (perque tenen freqüències llaugerament diferents), un cert número d'elles desapareixen en qualsevol punt geogràfic de la trayectòria seguida, les crestes i les depressió s'anulen, mentres que unes atres se superponen, provocant en una única ubicació geogràfica un pico abultat significatiu a on es diu que les ones estan en fase. És el desplaçament d'este pico (la velocitat del qual és equivalent a la velocitat del grup $v_g$) que correspon, segons Louis de Broglie, al verdader moviment de la partícula.

En la mecànica de Bohm, cada partícula emesa seguix una trayectòria única i ben definida. En l'experimente de Young, només l'ona que «guia» les partícules passen a través de les dos rendijas.

Encara que Bohm i Hiley reprenen parcialment esta concepció, la seua pròpia teoria diferix de la de Louis de Broglie en un punt important: per a ells, l'ona pilot ya no és interpretada com una força que espentaria mecánicamente la partícula en una direcció donada, sino com un principi rector que «in-forma» el moviment de la partícula. Cridat «camp d'informació», este principi actua sobre les partícules no com un camp de forces, sino a la manera de «sistema de pilotage» que proporciona instruccions sobre cóm moure's. D'esta manera, les partícules queden dotades d'una espècie de «ret de coneiximent amagat» de totes les propietats físiques que podrien tindre. Aixina, en els experiments quàntics, el seu comportament paradòxic i aparentment intencionat s'explica pel fet de que contenen informació relativa a tot l'aparat o inclús a tot l'entorn. Per eixemple, en l'experiment de la rendija de Young en l'obstrucció d'una de les rendijas, la partícula que s'emet «sap» per aixina dir-ho, on i quàn una de les rendijas està bloquejada.

El camp d'informació no es produïx en el temps des d'una regió específica de l'espai, sino des d'una realitat infinita que transcendix els llímits de l'espai i el temps. A diferència dels camps coneguts en física, no es tracta de la força, sino de la «forma», la que determina la seua acció. Esta acció no disminuïx en la distància i, per lo tant, fa possible que es manifesten efectes no locals a escala quàntica. Tal camp pot comparar-se en la causa formal, tal com la definix Aristóteles, el principi del qual diferix radicalment de la causa impulsora en la que es basa la mecànica clàssica. Bohm també compara l'acció de la seua ona en la d'un mensage de ràdio que ordena a un barco que canvie de direcció: l'orde és llavors vàlida a través de l'informació transmesa i no a través d'una acció física de la senyal. Encara que mai va tindre èxit entre la comunitat científica, esta teoria encara es considera hui com una interpretació coherent dels fenomens quàntics.

Vore també

• David Bohm
• Carlos H. Pribram
• Teoria de l'ona pilot
• Misticisme quàntic

Bibliografia

Obres

• David Bohm, « L'ordre involué-évolué de l'univers et la conscience », dans M. Cazenave & Y. Jaigu (dir.), Science et conscience – Els deux lectures de l'Univers (colloque international de Cordoue, 1-5 octobre 1979), Paris, Editions Estoc et France-Culture, 1980, p. 99-126.
• Bohm, David (2005). La Plénitude de l'univers, Paris: Éditions du Rocher.
• Michael Esfeld, Physique et métaphysique – Unix introduction à la philosophie de la nature, Lausanne, Presses polytechniques et universitaires romandes, 2012, chap. XI-3: «La théorie de Bohm», p. 121-126.
• Ervin László, Aux racines de l'univers – Vers l'unification de la connaissance scientifique, Paris, Fayard, 1992.
• Michael Talbot, The Holographic Universe, New York, Harper Collins, 1992.
• Teodorani, Massimo (2011). David Bohm – La physique de l'infini, Cesena (Italie): Macroeditions..
• Teodorani, Massimo (2016). Entanglement – L’intrication quantique dones particules à la conscience, Cesena (Italie): Macroeditions..
• Ken Wilber, Li paradigme holographique, Montréal, Els Éditions du Jour, 1992.

Artículs

• Sheldon Goldstein, «Bohmian mechanics», Stanford Encyclopedia of philosophy. Artícul en llínea.
• Basil Hiley & Paavo Pylkkänen, «Ca Mind Affect Matter Via Information», Mind and Matter, vol. 3 (2), p. 7-27, 2005. Artícul en llínea.
• Pierre Kerszberg, «David Bohm», dans J.-F. Mattéi (dir.), Encyclopédie philosophique universelle – Els œuvres philosophiques, prenga 2 : Philosophie occidentale: 1889-1990, Paris, PUF, 1992, p. 3052-3053.
• David Pratt, «David Bohm and the Implicate Order», Sunrise Magazine, February/March 1993. Artícul en llínea.
• Jeff Prideaux, «Comparison between Karl Pribram's "Holographic Brain Theory" and more conventional models of neuronal computations», May 2003. Artícul en llínea.
• Paavo Pylkkänen, «Ca Quàntum Analogies Help Us to Understand the Process of Thought?», Mind and Matter, vol. 12, n° 1, p. 61-91, 2014. Artícul en llínea; «The quàntum epoché», Progress in Biophysics and Molecular Biology, 2015, vol. 119, n° 3, p. 332-340. Artícul en llínea.