À procura do gato de Schrödinger

John Gribbin

Prólogo (adaptado)

Nada é Real

    O gato que dá o título do livro é um animal inventado, mas Schrödinger existe mesmo. Erwin Schrödinger foi um cientista austríaco que, em meados dos anos 20, desempenhou um papel muito importante no desenvolvimento das equações de um ramo da ciência hoje conhecido como Mecânica Quântica.

        No mundo quântico já não vigoram mais as leis que nos são familiares. Os acontecimentos são regidos por probabilidades. Tomemos como exemplo um átomo radioativo. Ele pode transformar-se, digamos que por emissão de um elétron. Mas também pode não o fazer. É possível mostrar uma experiência de tal modo que num certo intervalo de tempo haja uma probabilidade de exatamente 50% de um dos átomos de uma amostra radioativa se transmutar e que, a dar-se essa desintegração, ela seja detectada por um dispositivo. Schrödinger, tão preocupado como Einstein com as implicações da teoria quântica, tentou mostrar o absurdo de tais implicações imaginando uma experiência como a referida, que ocorreria numa sala ou caixote fechado, em cujo interior estariam ainda um gato (vivo) e um frasco de gás venenoso, tudo disposto de maneira que se a desintegração radioativa se desse, o frasco seria quebrado e o gato morreria. no mundo quotidiano a morte do gato tem 50% de probabilidade de ocorrer, e, sem olhar para o interior do caixote, podemos dizer com segurança que o gato ou está vivo ou está morto. Mas aqui deparamos com a estranheza do mundo quântico. Segundo a teoria, nenhuma das das duas possibilidades de concretização (o gato vivo e fato morto) tem realidade a não ser que seja observada. Assim a desintegração nem aconteceu nem não aconteceu e o gato não morreu nem sobreviveu até que tenhamos olhado para o interior do caixote. Os teóricos que aceitam a versão pura da Mecânica Quântica dizem que o gato existe num estado indeterminado que não é vida nem é morte, até que um observador olhe para dentro do caixote. Nada é real se não é observado.

    Essa idéia era um anátema¹ para Einstein, entre outros. "Deus não joga dados", dizia, referindo-se à teoria de que o mundo evolui em conseqüência de escolhas aleatórias ao nível quântico. Quanto à irrealidade do estado do gato de Schrödinger, ele justificava-a pela existência de uma engrenagem subjacente ², unicamente a partir da qual se tornava possível discernir a realidade fundamental das coisas. Einstein gastou muitos anos tentando imaginar experiências que pudessem revelar esta realidade subjacente, mas morreu antes que uma tal experiência fosse efetuada. E talvez tenha sido melhor para Einstein não ter vivido até se chegar ao termo da linha de raciocínio por ele iniciada.

    No verão de 1982, na Universidade de París-Sud, em França, uma equipe chefiada por Alain Aspect concluiu um certo número de experiências destinadas a revelar a existência de uma realidade subjacente à irrealidade quântica. Tal realidade - a engrenagem fundamental - manifestava-se pela existência de "variáveis ocultas", e a experiência dizia respeito ao comportamento de dois fótons (ou partículas de luz) afastando-se em sentidos opostos a partir de uma fonte comum. Em suma, podemos descrever a experiência: Dois fótons, emergentes da mesma fonte, são observados por dois detectores, que medem uma propriedade chamada polarização. Segundo a teoria quântica, esta propriedade não existe senão quando é medida. Segundo a hipótese das variáveis ocultas, cada fóton tem uma polarização "real", bem definida, desde o momento que é criado. Como os fótons são emitidos conjuntamente, as suas polarizações estão relacionadas. Mas a relação existente entre elas não é a mesma nas duas interpretações. O resultado da experiência foi inequívoco. A relação prevista pela teoria das variáveis ocultas não foi observada, a prevista pela teoria quântica foi-o. Mais ainda: a medida realizada num dos fótons tem efeito instantâneo sobre a polarização do outro fóton, o que concorda com a teoria quântica. Existe uma espécie de interação entre os dois, embora ambos se movam a velocidade da luz e a teoria da relatividade nos ensine que nenhum sinal pode viajar mais depressa do que a luz. As experiências mostram uma inexistência de uma realidade subjacente. Assim, não é adequado pensar em termos de realidade quotidiana quando nos debruçamos sobre as partículas elementares que constituem o universo. E contudo, tais partículas parecem intimamente ligadas num todo indivisível, cada uma ciente do que sucede às restantes.

    A procura do gato de Schrödinger foi a procura da realidade quântica. A partir deste breve resumo, pode parecer que tal busca foi infrutífera, pois a realidade tal como a conhecemos não existe afinal. Mas isto não é ainda o fim da história, e a procura do gato de Schrödinger pode levar-nos a uma nova compreensão do mundo, compreensão essa que transcende, ainda que inlcua, a interpretação convencional da teoria quântica. O caminho é longo, e começa com um cientista que provavelmente ficaria ainda mais horrorizado do que Einstein se soubesse quais as respostas que hoje temos para as questões que o intrigam. Isaac Newton, ao estudar a natureza da luz há trezentos anos atrás, não podia ter consciência de estar já no caminho que levaria ao gato de Schrödinger.