paradoja

¿Qué significa exactamente eso de que podemos obtener estados nuevos mezclando dos (o más) estados base? Voy a intentar explicarlo poniendo un ejemplo divulgativo. Como siempre en estos casos, el ejemplo es una simplificación y tiene sus limitaciones (después intentaré explicarlas), no os lo toméis 100% al pie de la letra.

Imaginad la aguja de un indicador, como por ejemplo una brújula o una veleta. Pero al contrario que en esos casos, ambos extremos son idénticos. Esencialmente, la aguja tiene dos estados básicos, que corresponden a las posiciones horizontal y vertical.

Esto es lo que habíamos llamado estados mutuamente excluyentes. Si la veleta está horizontal, entonces no está vertical. Lógico, ¿no? Y esto sería todo en una versión clásica del experimento.

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Como dijimos en los capítulos previos, vamos a intentar entender qué significa que un sistema cuántico puede estar en dos estados diferentes a la vez.

La respuesta es muy sencilla: no puede, la frase anterior es falsa. Un sistema, por muy cuántico que sea, sólo puede estar en un estado. Lo que pasa es que los estados cuánticos son más complicados que los clásicos, y eso es lo que vamos a explicar en ésta y las próximas entregas.

Cuando hablamos clásicamente, los diferentes estados de un objeto son mutuamente excluyentes. El caso del gato es clarísimo: todos diríamos que si el gato está vivo, entonces no está muerto. Es a lo que estamos todos acostumbrados.

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Supongo que el enunciado del experimento mental es de sobras conocido, pero no estará de más repasarlo brevemente. Erwin Schrödinger proponía encerrar a un gatito en una jaula opaca y completamente aislada del exterior, por supuesto con aire y provisiones para sobrevivir durante todo el experimento.

Pero no todo son comodidades para el minino. El bueno de Erwin sitúa un contador geiger junto un material radiactivo. Si el contador registra la más mínima traza de radiactividad, liberará un veneno que liquidará al felino en cuestión de segundos.

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Hace unas semanas Tanausú nos enviaba un agónico correo pidiendo que le ayudáramos a comprender la paradoja del gato de Schrödinger. Bueno, no sé si conseguiremos ayudarle, pero podemos intentarlo.

La principal dificultad cuando uno intenta hablar de mecánica cuántica a nivel de divulgación es, por raro que parezca que parezca, el sentido común del lector. Estamos acostumbrados a nuestro mundo macroscópico y clásico. Que la realidad pueda ser tan rotundamente diferente nos puede llegar a parecer una aberración.

Y eso no nos pasa sólo a los mortales, al mismísimo Einstein la cuántica no le cabía en la cabeza. Y hoy en día tenemos pruebas experimentales de que se equivocaba, por lo menos al respecto de esto.

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Hace un par de días presentábamos un pequeño enigma conocido como la Paradoja de San Petersburgo. Se trata de un juego de azar cuyo valor esperado es infinito, y por tanto, el precio justo por jugar también debería ser infinito, a pesar de que eso atenta contra la intuición y el sentido común. ¿Dónde está el fallo o la trampa? como ya dijimos en el post original, el resultado matemático es perfectamente correcto. Sin embargo, se nos escapa algo.

En los comentarios se han aportado ideas y puntos de vista muy interesantes. A mi juicio, de entre todos ellos, la reflexión más interesante es la de aquellos que piensan que el valor esperado “real” del juego se reduce porque el número de veces que podemos jugar no puede ser infinito, sino que está físicamente limitado. Pero aun así, el valor esperado del juego sigue siendo demasiado grande como para que el precio justo sea razonable (por ejemplo si tuviésemos un tope de mil tiradas, el valor esperado sería de 500 €, pero la probabilidad de que lleguemos a superar las cinco o seis caras seguidas sigue siendo igual de remota).

La solución a enigma llegó en 1738 precisamente de la mano de Daniel Bernoulli, sobrino de Nicholas Bernoulli (quien propuso la paradoja), aunque Gabriel Cramer ya había adelantado el resultado años antes. La clave está en la pista que ya dimos en el planteamiento original: el valor del dinero no es el mismo para los matemáticos que para el común de los mortales.

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Hoy os proponemos un pequeño reto relacionado con una de las ramas más interesantes de la Economía (sobre todo para los que procedemos del mundo de las ciencias y las ingenierías), que es el estudio de la elección con incertidumbre. Se trata de añadir la teoría de la probabilidad a los modelos económicos habituales y estudiar los juegos de azar y las loterías (un concepto que en el fondo es aplicable a cualquier situación de la vida real ya que el resultado de nuestras elecciones habitualmente depende de factores aleatorios externos).

Partimos del valor esperado de un juego de azar. Esto no es más que la ganancia promedio que obtendremos al jugar a dicho juego. Por ejemplo, supongamos un juego en el cual recibimos siete euros si al lanzar un dado sacamos un 6, y un euro si sacamos cualquier otro número. Hay 1/6 de probabilidades de obtener siete euros, y 5/6 de obtener un euro. Por tanto, el valor esperado de este juego será de 1/6 · 7 + 5/6 · 1 = 2. Es decir, si jugamos muchas veces, acabaremos obteniendo en promedio unos dos euros por tirada.

Desde un punto de vista matemático, parece claro que un juego es “justo” si el precio que pagamos es igual al valor esperado. Si pagamos dos euros cada vez que jugamos, nadie nos está estafando ni sacando beneficios extraordinarios. La banca no ganaría dinero cobrando dos euros por tirada, ya que en promedio pagaría dos euros por tirada. Este razonamiento parece abrumadoramente lógico. Y sin embargo, hace unos 300 años, Nicholas Bernoulli le encontró una grieta importante, reflejada en la paradoja de San Petersburgo.

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La paradoja de Aquiles corriendo tras la tortuga es una de las más clásicas y famosas paradojas de Zenón. Este griego filósofo pretendía demostrar que todo lo que percibimos en el mundo es ilusorio, y que cosas como el movimiento eran simplemente ilusiones y no realidades. Lo cual no deja de ser un punto de vista original, incluso para un griego filósofo. Para demostrarlo ideó una serie de paradojas que “mostraban” que el movimiento no existía, que todas las distancias son infinitas, que no existe el tiempo… La paradoja de Aquiles y la tortuga consiste en una imaginaria carrera. Uno de los contrincantes (Aquiles) era el más hábil de los guerreros aqueos, y vencedor de mil batallas. Era un superhombre casi invencible, y apodado “el de los pies ligeros”. El otro contrincante (la tortuga) es un ser por todos conocido, de proverbial lentitud y bien cachazudo. Dado que Aquiles es mucho más rápido que la tortuga (supuestamente) antes de empezar decide darle un estadio de ventaja, y tras dárselo, se da el pistoletazo de salida (o se suena un cuerno, ya que en esos tiempos no existían las pistolas, afortunadamente para muchos).

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