Una dintre marile ambiții ale fizicii moderne este formularea unei „teorii finale”: un ansamblu de legi fundamentale capabil, cel puțin în principiu, să descrie complet întreaga realitate fizică.
Ideea apare în diferite forme, de la încercările de unificare a mecanicii cuantice cu gravitația până la concepția potrivit căreia întregul univers ar putea fi reprezentat printr-o singură funcție de undă. Dar fizicianul specializat în filozofia științei Ali Barzegar propune o concluzie radical diferită: dacă luăm în serios anumite interpretări ale mecanicii cuantice, însăși ideea unei descrieri complete a „universului ca întreg” devine problematică.
Pentru a înțelege argumentul trebuie pornit de la funcția de undă, elementul central al formalismului cuantic. Ea permite calcularea probabilităților diferitelor rezultate pe care le-am putea obține atunci când măsurăm un sistem. Înaintea măsurării, sistemul poate fi descris printr-o suprapunere a mai multor stări posibile; după măsurare, funcția de undă este actualizată astfel încât să corespundă rezultatului observat. Această tranziție este cunoscută drept „colapsul funcției de undă” și constituie una dintre componentele celebrei probleme a măsurării.
Problema este că mecanica cuantică pare să conțină două tipuri foarte diferite de evoluție. Atunci când un sistem nu este măsurat, funcția sa de undă evoluează continuu și determinist potrivit ecuației Schrödinger. În timpul măsurării apare însă actualizarea discontinuă asociată unui anumit rezultat. Formalismul standard nu precizează cu claritate unde și când are loc trecerea de la primul proces la cel de-al doilea. De aici au apărut diferite interpretări ale mecanicii cuantice și, odată cu ele, concepții foarte diferite despre ce anume reprezintă funcția de undă.
O posibilitate este interpretarea ontică: funcția de undă reprezintă ceva care există efectiv în realitate. Interpretarea lumilor multiple, mecanica bohmiană și teoriile colapsului spontan sunt, în forme diferite, exemple ale acestei familii de concepții. Dificultatea conceptuală este că funcția de undă a unui sistem format din multe particule nu este definită în spațiul nostru tridimensional obișnuit, ci într-un spațiu al configurațiilor cu un număr foarte mare de dimensiuni. Dacă funcția de undă este literalmente un obiect fizic fundamental, trebuie explicat în ce sens lumea tridimensională pe care o percepem apare din această structură matematică.
Există însă o altă posibilitate. În interpretările epistemice, funcția de undă nu trebuie considerată un obiect material, ci o reprezentare a informației pe care un sistem observator o are despre alt sistem. „Colapsul” devine atunci mai puțin misterios: după efectuarea unei măsurători, observatorul primește informație nouă și își actualizează descrierea sistemului, asemenea unei actualizări a probabilităților după obținerea unor date noi.
Barzegar merge însă mai departe și discută o versiune radicală a acestei concepții. Potrivit realismului relațional sau participativ, mecanica cuantică nu descrie obiecte posedând dinainte toate proprietățile lor, independent de orice interacțiune. Proprietățile fizice apar în relațiile dintre sisteme. Un sistem are o anumită valoare a unei mărimi fizice relativ la alt sistem cu care interacționează; „măsurarea” nu este, așadar, simpla descoperire a unei proprietăți care exista deja într-o formă complet determinată. Relația însăși participă la constituirea realității descrise.
De aici apare problema cosmologică. Orice descriere fizică presupune, în această interpretare, o relație între sistemul descris și un alt sistem din perspectiva căruia este realizată descrierea. Putem descrie un electron relativ la un detector, un laborator relativ la alt sistem și chiar regiuni enorme ale cosmosului relativ la observatorii aflați în interiorul lui. Dar ce se întâmplă când încercăm să descriem universul în totalitatea lui?
Dacă prin univers înțelegem tot ceea ce există fizic, atunci nu mai există un sistem exterior în raport cu care acesta să poată fi descris. Observatorul însuși este o parte a universului. O presupusă „funcție de undă a întregului Univers”, interpretată ca descriere absolută a realității, pare să solicite ceea ce Barzegar numește implicit o perspectivă din afara universului — o „vedere de nicăieri”, inaccesibilă oricărui observator fizic.
Problema nu ar fi doar una practică, provocată de faptul că universul este prea mare și prea complex pentru a fi măsurat. Ar fi una conceptuală. Dacă orice descriere este perspectivală, nu există o descriere complet independentă de orice perspectivă. Un observator care încearcă să se includă complet pe sine în propria descriere trebuie să adopte un nou punct de vedere din care realizează acea descriere; includerea și a acestui nou punct de vedere conduce la un regres. „Universul ca întreg”, privit dintr-o perspectivă complet exterioară lui, ar deveni astfel o noțiune incoerentă în cadrul realismului relațional.
Aceasta nu înseamnă însă că mecanica cuantică a demonstrat matematic imposibilitatea oricărei „teorii finale”. Concluzia lui Barzegar depinde de adoptarea unei anumite interpretări epistemice și relaționale a teoriei cuantice; alte interpretări, precum cea a universurilor multiple sau mecanica bohmiană, încearcă tocmai să păstreze ideea unei structuri ontologice globale. Argumentul este, prin urmare, mai curând unul despre ce înseamnă o descriere fizică decât despre imposibilitatea construirii unor teorii tot mai generale.
Miza este totuși profundă. Idealul clasic al fizicii presupunea că legile naturii ar trebui să ofere, măcar în principiu, perspectiva unui observator exterior care vede întreaga realitate așa cum este ea. Mecanica cuantică poate sugera însă o imagine diferită: noi nu suntem spectatori situați în afara naturii, ci sisteme fizice aflate în interiorul ei, care dobândesc informație prin interacțiuni cu alte sisteme. Realitatea accesibilă științei nu ar fi, în această interpretare, tabloul complet al universului văzut „de nicăieri”, ci o rețea de relații între părțile sale.
În formularea celebră a lui Niels Bohr, reluată de Barzegar, suntem simultan „actori și spectatori în drama existenței”. Iar dacă această perspectivă este corectă, poate că limita ultimă a fizicii nu constă în faptul că încă nu am găsit teoria finală, ci în presupunerea că ar putea exista vreodată o descriere a Universului care să nu fie făcută de undeva din interiorul lui.
