Dos interpretaciones para una sola realidad

La filosofía de la Mecánica Cuántica /5

Cuando los físicos se dieron cuenta de que el comportamiento de los fotones podía ser descrito como el de una onda o como el de una partícula, es decir lo que se conoce como doble naturaleza o dualidad onda-partícula, se formularon dos teorías capaces de explicar lo que ya se llamaban fenómenos cuánticos: la teoría de matrices de Heisenberg (corpuscular) y la mecánica ondulatoria de Schrödinger.

Erwin Schrödinger

La teoría de Heisenberg renunciaba “a una descripción clásica en el espacio y en el tiempo… y desafiaba cualquier interpretación visualizable… enfantizando el elemento discontinuidad”. Por el contrario, la teoría ondulatoria de Schrödinger parecía más fácilmente visualizable a la manera tradicional y ponía su acento en la continuidad [1]

Los autores de cada una de las dos teorías cuánticas miraban con recelo a su rival. Así, Heisenberg decía: “Cuanto más sopeso la parte física de la teoría de Schrödinger, tanto más horrorosa me resulta[2]”.

Por su parte, Schrödinger respondía:

“Me desalentó, por no decir que fui repelido, por lo que me pareció un método más bien difícil de álgebra trascendental, que desafiaba cualquier visualización”[3].

Werner Heisenberg y Niels Bohr

El problema es que las dos teorías eran formalmente correctas, y sin embargo parecían incompatibles. Para intentar solucionar el problema, Schrödinger fue invitado por Bohr con objeto de comparar sus distintos puntos de vista. Sorprendentemente, se llegó a la conclusión de que, a fin de cuentas, ambas teorías eran equivalentes. Con ello se asentó la naturaleza dual onda-partícula de los fenómenos cuánticos. Otra consecuencia de gran importancia, fue “la derrota y claudicación sin condiciones de Schrödinger en los aspectos interpretativos”.

Continuará…


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[Escrito por primera vez  después de 1994 y antes de 1996, como un trabajo universitario. La edición actual procede de la edición personal de 1998. No he introducido ningún cambio, más allá de correcciones de estilo para hacer más claro el texto y más agradable la lectura. Ver también la categoría Física: ondas y partículas, para anexos acerca del experimento de la doble rendija]

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CUADERNO DE BIOLOGÍA

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BREVÍSIMA INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA MOSCA Y CAJA

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SOBRE “LA ESTRUCTURA DE LA EVOLUCIÓN”, DE STEPHEN JAY GOULD
(Artículos acerca de la evolución)

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  1. [1] Cita de Max Jammer en Silvio Bergia: “Desarrollo conceptual de la teoría cuántica” (en El siglo de la Física. Barcelona 1992)
  2. [2]Silvio Bergia: “Desarrollo conceptual de la teoría cuántica” (en El siglo de la Física. Barcelona 1992)
  3. [3]Silvio Bergia: “Desarrollo conceptual de la teoría cuántica” (en El siglo de la Física. Barcelona 1992)

La cuántica y la economía

|| La filosofía de la Mecánica Cuántica /16

Un punto de vista un poco diferente acerca de las consecuencias de la cuántica a los que hemos visto hasta ahora ( Cuántica y poltersgeist, La cuántica y la esencia del universo) es el de Jacques Rueff, uno de los más importantes economistas de Francia. Seguidor de la escuela austriaca y opuesto al keynesianismo, fue autor de importantes reformas durante el mandato de De Gaulle. Algunos lo consideran hoy en día el mayor economista del siglo XX.

Rueff, en su libro Visión quántica del universo, establece un paralelismo entre la concepción cuántica y la organización social, política o el comportamiento humano. Su intención es salvar el vacío que Eric Kraemer denunció, que separa a la ciencia y a las disciplinas humanistas:

“Hoy, entre la teoría de los quanta, que sostiene el edificio de la era atómica, y el pensamiento de los economistas y filósofos, marxistas o tecnócratas, parece que haya una distancia de siglos. Ya no hablan la misma lengua. Ya no tienen una idea común”.

Rueff quiere “empezar a llenar el abismo que separa estos dos terrenos del espíritu: el de las ciencias dedicadas a la rigurosa interpretación de las apariencias sensibles, y el de las disciplinas que no han sabido o querido someterse a la enseñanza de los hechos”.

Así, establece comparaciones entre los fenómenos subatómicos y los económicos añadiendo sus opiniones entre paréntesis a una cita de De Broglie:

“Cabe considerar el corpúsculo como, en cierto sentido, libre de manifestarse aquí o allí, con tal valor de su energía o tal otro [¿No evocan estas palabras la libertad de las elecciones económicas, generadora de ofertas y de demandas imprevisibles?]; pero teniendo en cuenta los datos iniciales, cabe calcular de manera rigurosa la probabilidad de que haga una elección en lugar de otra” [lo cual recuerda la determinación estadística de los fenómenos económicos].

Una de las conclusiones fundamentales de Rueff es que “al igual que la moderna física se funda en la noción de individuo, así ha de hacerlo el pensamiento filosófico y político.”

En los últimos capítulos, hemos conocido algunas de las especulaciones, más o menos imaginativas, realizadas por autores que no pertenecen al ámbito de la física cuántica, pero en el próximo empezaremos a conocer algunas de las críticas a las interpretaciones ortodoxas del fenómeno cuántico, procedentes de científicos tan importantes como Albert Einstein.

Continuará


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[Escrito por primera vez  después de 1994 y antes de 1996, como un trabajo universitario. La edición actual procede de la edición personal de 1998. No he introducido ningún cambio significativo, más allá de correcciones de estilo para hacer más claro el texto y más agradable la lectura, pero a veces he añadido textos explicativos en 2017 o 2018, en otro color]


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ONDAS Y PARTÍCULAS: Ondas

El experimento de la doble rendija /1

youngMINOSSpecialROW1108YoungYa he descrito en otra ocasión el célebre experimento de la doble rendija de Thomas Young (El experimento de interferencia de Thomas Young). El lector puede consultar esa entrada y complementarla con lo que cuento aquí, que es el Anexo que incluí en mi trabajo de 1989 acerca de la filosofía de la física cuántica. Entonces me basé sobre todo en la explicación de Feynman y en otros libros, que menciono en la Bibliografía. Ahora he modificado el texto, para intentar que cualquier persona no familiarizada con la física lo pueda entender hasta su último detalle. He intentado situarme en mi perplejidad inicial cuando empecé a interesarme por estos temas y explicar hasta el más mínimo detalle cosas que pueden parecer evidentes, pero que entonces a mí me confundieron.


Voy a intentar reconstruir el experimento de Young como propone Richard Feynman en “Probabilidad e incertidumbre”, adaptándolo a la problemática cuántica.

En primer lugar, vamos a pensar en ondas de agua.

 

Estas ondas las provocamos nosotros hundiendo y sacando nuestro dedo del agua, lo que da lugar a ondas parecidas a las que se forman cuando una piedra cae en el agua.

A veces es difícil imaginar cómo son estos círculos concéntricos que tienen el centro en nuestro dedo, es decir en el origen de la perturbación. En esta mágnífica ilustración de CubaEduca se puede apreciar muy bien. Imaginemos que hemos dejaddo unos corchos en el agua a ciertas distancias. Ahora sumergimos el dedo (en una zona que estaría a la derecha de la ilustración). A partir de nuestro dedo se forman ondas, que tiene crestas y valles, esas ondas y valles hacen que el corcho oscile, que se eleve y descienda, como se ve en la perspectiva de la parte inferior de la imagen, que indica ese movimiento del corcho subiendo y bajando a medida que va llegando a él uan cresta o un valle de agua.

En el primer gráfico todavía no ha llegado la onda. En el segundo, una primera onda en forma de cresta alcanza el primer corcho y lo eleva. En el tercer gráfico la onda inicial ya ha llegado a los tres corchos y ya una segunda onda ha alcanzado el segundo corcho y una tercera está elevando el primero. Entre onda y onda (entre cresta y cresta), los corchos se elevan y desciende, como muestra el guarto gráfico.

Ahora supongamos que hemos situado un poco más allá de donde metemos el dedo una barrera de madera con un agujero a través del que pasan ondas, que en este caso son de agua. Las ondas que hemos provocado con el dedo llegan a la barrera y atraviesan el agujero en forma de nuevas ondas, en las que el punto de origen es el propio agujero [el punto (a) en la ilustración inferior].

Tras la primera barrera de madera con un agujero, se encuentra otra barrera que tiene dos agujeros. Las ondas que han entrado por el agujero anterior ahora se encuentran con la siguiente barrera y solo pueden seguir adelante a través de los dos agujeros [señalados como (b) y (c) en al ilustración].

En definitiva, las ondas provocadas por nosotros llegan al primer agujero, que, al ser muy pequeño, actúa como una nueva fuente de ondas, como si se estuvieran arrojando piedras al agua en ese mismo punto. Estas nuevas ondas circulares (o semicirculares), se propagan por el otro lado de la barrera, donde no dejan ninguna zona sin perturbar. A continuación, las ondas alcanzan la segunda barrera de dos agujeros. De nuevo, cada agujero actúa como una nueva fuente de ondas semicirculares.

El experimento de interferencia. Podemos suponer que aquí estamos viendo ondas de agua. S1 es la primera barrera a través de la que se genera una primera onda muy amplia. S2 es la segunda barrera, que hace que esa onda se divida en dos ondas, al penetrar por cada uno de los agujeros.

Más allá, nos encontramos una tercera barrera (F), aunque en realidad es un detector que mide si el agua se mueve mucho o poco, por ejemplo, pedazos de corcho sobre el agua como esos que hemos visto antes.

Ahora bien, como los dos conjuntos de ondas que atraviesan la segunda barrera S2 han sido producidos por las mismas ondas que proceden de S1 cuando atravesaron el agujero (a), eso significa que se mueven al paso (o en fase) o desfasadas.

 

¿Qué significa que las ondas se muevan en fase o fuera de fase?

Significa que cuando las ondas procedentes de cada agujero se encuentran o interfieren, pueden pasar dos cosas: que coincidan sus crestas (y consecuentemente sus valles) o que coincida una cresta con un valle.

Si coinciden dos crestas, si están en fase, se produce una cresta más pronunciada y el valle (que también coincidirá, claro) se hace más profundo. Si coinciden una cresta y un valle, es decir, si las ondas están desfasadas, ambas influencias se compensan y el agua se queda como estaba.

interferencia

Procedencia de la imagen: como señala el autor de la página, se trata de una idealización, en el mundo real siempre habrá pequeñas oscilaciones y no uan coincidencia exacta absoluta entre ondas y valles, al menos con ondas producidas por el agua. Pero para entender las leyes físicas a menudo tenemos que recurrir a idealizaciones, que corrigen las pequeñas divergencias.

Estos efectos reciben el nombre de interferencia constructiva (si coinciden las dos crestas y los dos valles) o destructiva (si coinciden cresta y valle).

En la ilustración de la izquierda podemos ver en la parte superior dos ondas cuyas crestas y valles coinciden, lo que hará que las crestas se refuercen y los valles se hagan más profundos. La amplitud de la onda es mayor que la amplitud de las ondas originales.

En la parte inferior, sin embargo, como los valles coinciden con crestas, unos y otros se cancelan. Puedes imaginarlo si piensas en una cresta que, al coincidir con un valle, no tiene otro remedio que hundirse, en vez de aumentar. El resultado es una onda resultante de amplitud igual a cero.

En esta estupenda ilustración se puede apreciar la coincidencia o no de crestas y valles en el mundo real.

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Como se ve, si coinciden dos crestas (los círculos blancos), es decir, dos elevaciones del agua, entonces se produce una doble cresta y se eleva más el agua o la onda (las pequeñas montañitas blancas). Pero si coinciden crestas con valles, entonces el agua se queda como estaba, como si no hubiera pasado nada.

 

El patrón de interferencia

Ahora voy a intentar explicar los extraños dibujitos realizados a partir del detector de esas ondas, que tan difíciles de entender nos resultan a los legos en física cuando los vemos por primera vez.

interferencia-patrónA la izquierda de este texto se puede ver el patrón de interferencia, que he recortado de la imagen superior. Aunque la imagen ilustra el experimento de Young y es, por tanto, con ondas de luz  y de agua, nos sirve para explicar con sencillez ese curioso patrón. ¿De dónde sale este dibujo?

Eso es lo que nos preguntamos muchos la primera vez que nos enfrentamos al experimento de la doble rendija. Primero nos hablan de ondas que atraviesan agujeros y que chocan unas con otras. alcanzamos entonces a entender que si crestas y valles coinciden la amplitud de la onda disminuye, pero que si coinciden dos crestas la onda se eleva, pero no entendemos qué relación tiene todo eso con ese dibujo tan extraño, con ese patrón de manchas grises, negras y blancas.

La explicación es la siguiente. Las zonas blancas o más brillantes son el lugar en el que golpea la cresta de una onda o donde coinciden dos crestas; las grises representan el impacto más suave de las ondas que impulsan esa cresta; finalmente, las zonas negras son los lugares en los que no ha habido impacto (porque se han cancelado o neutralizado ondas y valles).

interferencia

interferencia2En estas ilustraciones se puede apreciar cómo las crestas o confluencias de cresta con cresta (señaladas por líneas amarillas) impactan en el detector (líneas blancas en al tira inferior). Las partes azules más oscuras representan la confluencia de crestas y valles y las azules más claras las zonas bajas de las ondas a medida que descienden a esos valles.

Como se ha dicho antes, la confluencia de crestas se llama interferencia constructiva (se construye una cresta mayor) y la de crestas con valles destructiva (el agua se calma).

Tras esta minuciosa explicación, enseguida intentaré explicar otro gráfico que suele acompañar a estos experimentos y que al final nos permitirán entender el experimento de la doble rendija y su importancia en el mundo cuántico. Pero antes tenemos que ver cuál es la diferencia entre dos entidades fundamentales del universo: las ondas, que ya conocemos, y… las partículas.

Mientras tanto, es muy útil observar muy atentamente durante horas las ondas en el agua, como en la canción de François Hardy (y no caer presa de la melancolía, claro).

Continuará…

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[Escrito por primera vez  después de 1994 y antes de 1996, como un trabajo universitario. La edición actual procede de la edición personal de 1998. No he introducido ningún cambio, más allá de correcciones de estilo para hacer más claro el texto y más agradable la lectura. Ver también la categoría Física: ondas y partículas, para anexos acerca del experimento de la doble rendija]

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Syriana y la teoría conspirativa

A menudo se plantea la disyuntiva de elegir entre lo sencillo y lo complejo. Si nos decantamos por la sencillez, como suele ser mi caso, ello parece implicar que cualquier cosa compleja deja de merecer la pena. Pero esa es una conclusión sin duda precipitada.

En el mundo, y también en nuestra manera de ver el mundo, existen cosas sencillas y existen cosas complejas. Explicar cómo funciona el cerebro humano es un asunto muy complejo, como lo es describir el origen del universo o la composición de la materia. Un error frecuente consiste en convertir en complejo lo sencillo, pero igual de erróneo es presentar como demasiado sencillo lo complejo.

Todo lo que rodea al mundo del petróleo es muy complejo, quizá tan complejo como lo que algunos consideran el artefacto más complejo del universo, el cerebro humano. Quizá el mundo del petróleo no es más complejo que el cerebro en cuanto a los factores implicados, en lo que el cerebro supera a todo lo conocido (exceptuando el universo que incluye millones de cerebros, claro), pero si resulta más complejo en otro sentido: hay que suponer que el estudio del cerebro nos permitirá entender finalmente cómo funciona y para qué sirve cada elemento implicado, pero no podemos esperar una explicación parecida en el estudio del mundo petrolífero, por mucho que profundicemos en ello. Encontraremos, eso sí, que ciertas cosas suceden porque hay ciertos intereses detrás, que otras se deben a la intervención de éste o aquél gobierno o grupo de influencia. Aunque encontremos miles de piezas, muchas de ellas no encajarán nunca, sencillamente porque pertenecen a juegos diferentes. No se trata de piezas de una misma maquinaria o de partes de un mismo organismo, cada una de las cuales cumple uan función determinada. Si yo mezclo un puzzle en el que se ve la piedra negra de La Meca, y tú añades otro en el que hay que reconstruir una imagen de Broadway de noche, es imposible que, juntando tus piezas y las mías, obtengamos una única imagen. Sólo podremos hacer encajar tus piezas con las mías deformándolas o rompiéndolas.

En el mundo del petróleo no sólo hay complejidad, sino también confusión, nexos que forman una cadena de explicaciones, al final de la cual no encontramos más que el vacío; elementos que juegan un papel determinante en cierta situación, pero enseguida desaparecen para siempre; intereses que se enfrentan a sí mismos en movimientos incoherentes, muchos complós y conspiraciones, muchos fracasos de los complós y conspiraciones.

syriana

 

 La teoría conspirativa

Karl Popper decía que la verdadera ignorancia no es la falta de conocimientos, sino el no querer adquirirlos.

Muchos politólogos y periodistas mencionan una y otra vez despectivamente la teoría conspirativa, esa idea de que las conspiraciones dirigen el mundo, y recuerdan los argumentos de Karl Popper en contra. Olvidan, sin embargo, que Popper no negaba que existieran conspiraciones y complós: habría que ser verdaderamente inmune a la realidad y ciego a la información para no darse cuenta de que todos los días se están produciendo conspiraciones en el mundo. Lo que Popper decía es que la historia del mundo no se puede escribir como la historia de sucesivas conspiraciones. Las conspiraciones no dirigen la historia. Intentan dirigirla, pero no lo consiguen, o sólo lo hacen muy ocasionalmente. A menudo los acontecimientos se desarrollan de manera contraria a los intereses de los conspiradores.

Durante la Guerra Fría, la Unión Soviética quiso cambiar el curso de los acontecimientos asesinando al Papa Juan Pablo II. Los acontecimientos, en efecto, cambiaron, pero no de la manera que deseaban los instigadores del atentado, pues el Papa sobrevivió al atentado y los polacos siguieron contando con su apoyo frente a los rusos. Pocos años después, en 1989, caía el muro de Berlín y desaparecía el Pacto de Varsovia.

Estados Unidos y Arabia Saudi también quisieron cambiar el rumbo de la historia favoreciendo a los musulmanes más radicales de Afganistán, los talibanes, pero los tanto ellos como Bin Laden se les fueron de las manos y atacaron los intereses de EEUU, incluso en su territorio, con el atentado contra las torres gemelas, que es también una conspiración, cuyo resultado final no creo que acabe complaciendo a sus ejecutores fundamentalistas, o al menos eso espero.

En el siglo XIX se empezó a hablar de uan conspiración de los judíos para hacerse con el control del mundo. Se suponía que el plan estaba contenido en un libro llamado Los protocolos de los sabios de Sión. Sin embargo, el libro era una falsificación de los servicios secretos rusos hecha a partir de una novela de ciencia ficción. No había conspiración judía, sino que la verdadera conspiración era la de los antisemitas, una conspiración que dio sus frutos con el ascenso del nazismo y el holocausto. Todavía existen muchos ignorantes, en especial en lso países musulmanes, que creen en la conspiración de los sabios de Sión.

En definitiva, hay decenas de conspiraciones, y por causa de ellas mueren miles y a veces millones de personas, como en la invasión soviética de Afganistán, pero son piezas movidas por jugadores que juegan a distintos juegos, y que casi nunca pueden completar su propio puzzle.

Syriana muestra parte de ese puzzle hecho de piezas mezcladas, en el que participan jugadores que ni siquiera están de acuerdo en cuáles son las reglas del juego. Lo hace de manera complejísima, confusa a menudo, no por falta de pericia del guionista y el director, sino porque el asunto es confuso; de manera ambigua porque es ambigua la realidad.

Syriana no da respuestas, porque no existen. O sí, tal vez si existen respuestas, unas cuantas decenas de respuestas, pero no una única respuesta. Es una película que entiende que la sencillez se convertiría en simplismo y que muestra los diferentes aspectos y personajes implicados, no desde un punto de vista neutral, porque su punto de vista es el del asombro y la furia impotente ante unos y otros, ante tantos culpables con nombre y apellidos, pero si muestra ese punto de vista de una manera multiplicada. En Syriana hay muy pocos inocentes y creo que es razonable que así sea. Por eso, sospecho, porque no es fácil saber quién es el héroe de la película, a muchos espectadores les parece fría, además de confusa. En efecto, he leído y escuchado algunas críticas que  la consideran confusa, y eso es algo que no se puede negar, como ya he dicho, pero lo es a propósito.

La película, con guión y dirección de Stephen Gagham es de una seriedad asombrosa para proceder de Hollywood, y muestra, de una manera intensa y precisa, los diferentes aspectos de un mundo complejísimo. Su director, protagonista y promotor, George Clooney ha explicado que con Syriana no pretendían dar respuestas, sino conseguir que el espectador se planteara preguntas, que después de verla discutiera si estaba de acuerdo con esto o con aquello. Me temo que el espectador convencional de cine no está preparado para eso, o no le apetece tomarse tan en serio una película como se tomaría un libro o un artículo de investigación.

A mí Syriana me pareció una confusión embriagadora, tal vez porque es un tema que me interesa mucho, y descubrí una y otra vez que Gagham está verdaderamente bien informado y su punto de vista es amplio, muy lejos del simplismo que reina en este tema. Vi la película en una situación desdoblada, muy interesado por la historia o trama que sostiene la película, pero también por todas las claves que se van dando acerca de un conflicto.

Es, en cierto modo, una película/ensayo, que exige del espectador una atención continua. Algunos dicen que podría haber sido un documental. Aunque es cierto que se pueden hacer fascinantes documentales sobre el tema, al tratarse de una historia de ficción puede ir más allá de lo que iría un documental. Y quizá ese más allá está bastante cerca de la verdad o de muchas verdades del mundo del petróleo. En un documental, el príncipe Nassir, sólo puede ser el príncipe Nassir, pero en Syriana, el príncipe Nassir es y no es a la vez el rey de Marruecos, el ex presidente Jatamí de Irán, Benazir Butto de Pakistán y, por supuesto, el príncipe heredero de Arabia Saudi, Qatar o Dubai.

Robert Baer, ex-agente de la CIA y autor de See No Evil, libro en que se inspira esta película, dice:

«Syriana es un lugar ficticio, un término que se utiliza para describir el rediseño de las fronteras del Oriente Medio para que se ajusten a nuestros intereses (los de Estados Unidos)».

Es inevitable que para quien no conozca lo que sucede en el mundo musulmán y los importantes movimientos políticos y estratégicos que se están produciendo en este momento en el planeta, la película pierda gran parte de su atractivo y se convierta en un thriller difícil de seguir, porque hay cosas muy importantes que en la película apenas son mencionadas de pasada, pero ¡de qué manera!

Los críticos de cine son una curiosa especie, proclive a las valoraciones dogmáticas y ruidosas, y que casi siempre argumentan en función de lo que a ellos les interesa o aburre, o de lo que ellos creen que debe ser “una película”. Pocas veces se plantean que si algo no les gusta tal vez sea culpa suya, más que de la película. Syriana no es una película para todos los públicos, pero no todas las películas tienen porqué serlo, del mismo modo que hay libros para un público amplio y libros para especialistas, que disfrutan con la complejidad de su tema de estudio. Creo que para quienes se interesan por el mundo del petróleo y la geoestrategia (sin necesidad de ser expertos), la experiencia de ver Syriana proporciona un placer intelectual inmenso.

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[Publicado el 19 de enero de 2008]

En la página The tangled Web of Syriana puedes navegar por la complejidad de la película y orientarte un poco más en la confusión.

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Para ver todas las entradas dedicadas al guión y al cine: Cine y guión. Todas las entradas

ENTRADAS DE CINE 

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La búsqueda de una teoría de variables ocultas

|| La filosofía de la Mecánica Cuántica /19

James O’Brien (Quanta Magazine)

Aunque Einstein no estaba de acuerdo con la interpretación ortodoxa de Copenhague,  pn principio aceptaba los resultados de la mecánica cuántica. Pero, para Einstein, la mecánica cuántica era correcta de la misma manera que lo es la física clásica si nos mantenemos dentro de unos límites determinados: bajas velocidades y objetos macroscópicos. Ahora bien, si nos salimos de esos límites, entonces la física newtoniana ya no es válida y debe dejar lugar a la relativista.

La ambición de Einstein era reemplazar la mecánica cuántica por un marco teórico diferente:

“En comentarios hechos aquí y allá manifestó su creencia de que el éxito de la mecánica cuántica tenía sus raíces en resultados teóricos que sólo aproximadamente eran correctos, y que representaban una especie de promedio estadístico sobre las predicciones de otra clase de teoría [1]

Las objeciones de Einstein a la mecánica cuántica se basaban en varios aspectos, pero el más importante de todos era su opinión de que los fenómenos cuánticos podían explicarse si se recurría a un nivel explicativo más bajo, o quizá a uno semejante pero no observable (o aún no observado). ESta idea lo llevó a la propuesta de la sustitución de la mecánica cuántica “por una teoría clásica y determinista, pero en la que hay presente un gran número de ‘variables ocultas’ [2].

Continuará


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[Escrito por primera vez  después de 1994 y antes de 1996, como un trabajo universitario. La edición actual procede de la edición personal de 1998. No he introducido ningún cambio significativo, más allá de correcciones de estilo para hacer más claro el texto y más agradable la lectura, pero a veces he añadido textos explicativos en 2017 o 2018, en otro color]


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EL EXPERIMENTO DE LA DOBLE RENDIJA
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  1. [1]Murray Gell-Mann, El quark y el jaguar. Aventuras en lo simple y lo complejo. Barcelona, 1995.1ª edición: 1994
  2. [2]Murray Gell-Mann, El quark y el jaguar. Aventuras en lo simple y lo complejo. Barcelona, 1995.1ª edición: 1994

Por qué no creo en la interpretación de los mundos paralelos

¿Por qué no creo en la interpretación de los mundos paralelos? Por varias razones.

Porque comparto lo que dice Lucrecio en su Sobre la naturaleza: si en las mismas circunstancias suceden dos cosas diferentes, entonces de una semilla de trigo podría nacer una ballena. Sí por el hecho de que hagamos una observación nace un nuevo universo paralelo, eso implica que todo un universo nace literalmente de la nada. Si no realizamos la observación, ese universo no existiría. Sí la realizamos, inmediatamente existe.

Porque todo esto nos obliga a suponer que nuestro universo es el producto de observaciones hechas en otro universo. Puesto que nuestro universo existe, pero cada observación crea otro y otro y otro y otro universo millones y millones de universos con trillones y trillones de toneladas de materia creadas a cada instante.

Y el universo que los contiene a todos, colapsará alguna vez bajo el peso de esa materia inmensa.

Parece que no… porque están incomunicados. ¿Y por qué está incomunicados? No lo estaban en el instante de la observación. Parece que hubo un instante en el que un fotón decidió: “Yo me voy al universo U1 y tú te vas el universo U2”. Pueden tomar una ruta diferente cada uno, nos dicen, no hay contacto, ni huella ni rastro.

Estas explicaciones me recuerdan a la polémica antigua entre la hipótesis heliocéntrica y la geocéntrica. Las dos podían explicar el cosmos observable a través de los telescopios, pero una de ellas tenía que ser falsa. Con el tiempo sabemos que ambas lo son, pues ni la tierra es el centro del universo ni lo es el Sol, pero que es más correcto el heliocentrismo si nos limitamos a intentar explicar los movimientos en el Sistema Solar. Ahora bien no sería difícil para los partidarios del geocentrismo hoy en día seguir dando razón del sistema solar y todos sus movimientos si pudieran disponer de un potente programa de ordenador que creara círculos para cada planeta y para cada satélite, y círculos dentro de círculos, y círculos dentro de los círculos dentro de los círculos… Algo parecido sucede con algunas explicaciones cuánticas, que son capaces de explicarlo todo siempre y cuando se limitene a hacer encajar los datos ya conocidos.


[Septiembre-octubre de 2017, Escuela de Cine de San Antonio de los Baños, Cuba]

CIENCIA

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Describir no es explicar

|| La filosofía de la Mecánica Cuántica /20

La hipótesis de Einstein de las variables ocultas, es decir el aventurar que podían existir variables ocultas, aspectos no conocidos que resolvieran ls incertidumbres cuánticas y permitiesen elaborar una teoría más completa y menos indeterminista, fue criticada por la ortodoxia cuántica, que negó que tales variables pudiesen existir. Los cuánticos ortodoxos afirmaron que los límites y problemas que plantea la mecánica cuántica no proceden de nuestra ignorancia, sino de la realidad misma (sea esto lo que sea para quienes suelen decir que “la realidad no existe sin el observador”).

En consecuencia, para los físicos cuánticos ortodoxos, ni siquiera podría concebirse una teoría de variables ocultas que fuese una alternativa real a la mecánica cuántica, es decir que fuese capaz de dar cuenta de todo aquello de lo que sí da cuenta la mecánica cuántica.

Para intentar mostrar lo que implica esta respuesta por parte de la ortodoxia puede recordarse el célebre prólogo al De Revolutionibus de Copérnico (prólogo que se cree escribió un tal Ossiander), en el que se dice que su hipótesis, es decir la afirmación de que la Tierra es la que gira alrededor del Sol y no al contrario, sólo pretende “salvar los fenómenos”, pero que no pretende afirmar que así funcionen en realidad los planetas.

Lo que la estratagema de Ossiander o Copérnico pretendía era escapar a las críticas de la iglesia y los aristotélico-pstolemaicos y afirmar que se puede elaborar una teoría que explique todos los hechos observables pero que no por ello sea verdadera. Actualmente, por ejemplo, podríamos construir un modelo complejísimo del sistema solar basado en la concepción tolemaica, con la Tierra en el centro, añadiendo tantos epiciclos y ecuantes como fueran necesarios para dar cuenta incluso de la más pequeña irregularidad observada, pero no por ello se conmoverían nuestras ideas acerca del papel secundario que juega la Tierra en el Sistema Solar.

 

2018: Los epiciclos y ecuantes eran artificios que intentaban mantener el movimiento circular en un cosmos en el que los planetas y el sol giraban en torno a la Tierra. Puesto que las observaciones no coincidían con la suposición de que los planetas se movían en círculos perfectos alrededor de nuestro planeta, el centro del giro se desplazaba a lo largo de un ecuante (una línea que atravesaba el centro de la Tierra) y el planeta giraba alrededor del deferente o círculo trazado alrededor de ese nuevo centro. Es decir, que la Tierra ya no ocupaba realmente el centro. Esta inconsistencia ya la señalo Alhacén (Ibn al-Haytham) en sus Dudas sobre Tolomeo, al criticar que se propusiera un movimiento circular que solo lo era sobre el papel, pero que no tenía lugar en la realidad. Es posible que Alhacén, al que quizá se puede considerar el primer científico, intuyera ya entonces las elipses de Kepler muchos siglos antes, pues vivió entre el 965 y el 1040.

Continuará


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[Escrito por primera vez  después de 1994 y antes de 1996, como un trabajo universitario. La edición actual procede de la edición personal de 1998. No he introducido ningún cambio significativo, más allá de correcciones de estilo para hacer más claro el texto y más agradable la lectura, pero a veces he añadido textos explicativos en 2017 o 2018, en otro color]


 FILOSOFÍA DE LA FÍSICA CUÁNTICA

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Primeros pasos hacia la cuántica

La filosofía de la Mecánica Cuántica /4

El descubrimiento por Rutherford del núcleo atómico en 1911 permitió un mejor conocimiento de la estructura del átomo.  De este modo se pudo analizar la naturaleza ondulatoria de la luz (y de toda radiación electromagnética) en el mundo de las partículas subatómicas, es decir, aquellas partículas que están en el interior del átomo.

Por otra parte, gracias a la teoría de la relatividad, la equivalencia de la materia y la energía ya no permitía considerar ambos conceptos como referidos a fenómenos distintos. Materia y energía eran dos aspectos de una misma cosa, como se sintetiza en la más famosa fórmula de la física:

E = mc2

Donde E es energía, m la masa y c la velocidad de la luz. Esto quiere decir que, al destruir un  gramo de materia podemos producir 25 millones de kilovatios-hora de energía, lo que quedó probado con las primeras bombas atómicas.

Ahora bien, lo que nos interesa aquí es que, cuando los físicos examinaron el comportamiento de una partícula subatómica como el electrón, que en principio debía considerarse una partícula y no una onda, en experimentos como el de la doble rendija, se descubrió que su comportamiento podía ser descrito tanto como ondulatorio como corpuscular.

"La luz es una onda/partícula" (Light is a wave/particle)

“La luz es una onda/partícula” (Light is a wave/particle)

Vale la pena detenerse a examinar el experimento de la doble rendija, pero ahora no en la versión clásica de Young que ya conocemos, sino en relación con la nueva física del siglo XX. El experimento se puede revisar en detalle con este enlace:

EL EXPERIMENTO DE LA DOBLE RENDIJA

 

Continuará…

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[Escrito por primera vez  después de 1994 y antes de 1996, como un trabajo universitario. La edición actual procede de la edición personal de 1998. No he introducido ningún cambio, más allá de correcciones de estilo para hacer más claro el texto y más agradable la lectura. Ver también la categoría Física: ondas y partículas, para anexos acerca del experimento de la doble rendija]

 FILOSOFÍA DE LA FÍSICA CUÁNTICA

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EL EXPERIMENTO DE LA DOBLE RENDIJA
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  CUADERNO DE CIENCIA

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CUADERNO DE BIOLOGÍA

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BREVÍSIMA INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA MOSCA Y CAJA

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SOBRE “LA ESTRUCTURA DE LA EVOLUCIÓN”, DE STEPHEN JAY GOULD
(Artículos acerca de la evolución)

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El modelo atómico de la materia

Durante el siglo XIX se produjo una extraña situación en la física y en el estudio de las radiaciones electromagnéticas (sonido, luz, electricidad…)

Por un lado, se consolidó la teoría ondulatoria de la luz gracias a los experimentos de Young y Fresnel (El experimento de interferencia de Young), venciendo a los partidarios de la teorías corpusculares, como Isaac Newton. Pero, por otro lado, los físicos recuperaron la teoría atómica de Demócrito y propusieron que la materia estaba compuesta de átomos o corpúsculos.

En 1803 John Dalton propuso que los elementos químicos, ya bien conocidos gracias a los trabajos de Lavoisier y otros investigadores, estaban compuestos de elementos básicos que, al combinarse, daban origen a moléculas diferentes y explicaban la existencia de compuestos tan diversos como el agua o el aire.

 

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John Dalton. Dalton padecía un problema visual y no veía los colores como las demas personas. Estudió su caso a fondo e incluso donó sus ojos a la ciencia. Aunque su explicación no fuera correcta, se dio su nombre al daltonismo, en reconocimiento a sus esfuerzos.

Otros investigadores, como Avogrado, solucionaron algunos detalles importantes acerca de cómo se combinaban elementos como el hidríogeno y el oxígeno, y el ruso Dimitri Mendeleiev propuso finalmente la célebre tabla periódica de los elementos que ordenaba todos los elementos conocidos. Aunque quedaban algunos huecos, posteriores descubrimientos fueron probando la corrección del orden propuesto por Mendeleiev.

En 1897 J. J. Thomson demostró que la electricidad también estaba compuesta por partículas, que él llamó corpúsculos, pero que enseguida fueron conocidas como electrones.

Pero existía un grave problema: la correspondencia o convivencia entre la teoría corpuscular o atómica de la materia, aceptada por casi todos (una excepción curiosa era Ernst Mach) y la no menos aceptada y demostrada naturaleza ondulatoria de la luz. La convivencia entre los fenómenos corpusculares de la electricidad y los ondulatorios de la luz planteaba ciertas dificultades y resultaba en sí misma extraña, quizá como hoy en día resuilta la convivencia entre la teoría relativista y la cuántica.

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Este artículo está relacionado con “Filosofía de la mecánica cuántica” y puede servir para aclarar algunos aspectos, pero no pertenece al ensayo original. Es también un artículo en construcción, que será modificado y ampliado constantemente.

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Einstein contra los cuánticos

|| La filosofía de la Mecánica Cuántica /17

 

A pesar de que Einstein debe ser considerado con toda justicia como uno de los creadores de la física cuántica, se opuso a la interpretación indeterminista de la escuela de Copenhague. Sin embargo, sería simplista reducir su discusión con los representantes de la cuántica a una polémica entre determinismo e indeterminismo.

Einstein no fue el único físico de renombre que se opuso a los partidarios de la interpretación de Copenhague (Bohr, Heisenberg, Pauli y Neuman), pues junto a él se puede mencionar a Schrödinger (una vez que se hubo recuperado de su rápida rendición) y a De Broglie, a Bohm o a Landé, quienes, a pesar de aceptar al principio las directrices de Bohr, posteriormente se pasaron al campo contrario.

De Broglie declaró en sus últimos escritos que:

“En el porvenir deben reemplazarse las actuales interpretaciones de la física cuántica por ideas teóricas que nos suministren imágenes más completas y claras de la realidad microscópica”[1].

En cuanto a Schrödinger, sus divergencias con la escuela de Copenhague se hicieron tan extremas que llegó a declarar: “No me gusta, y siento haber tenido alguna vez algo que ver con ello[2].”

Otros físicos como Max Born, Jordan y Dirac se mantuvieron cerca de la ortodoxia, pero sin demasiada convicción [3].

En cuanto a Einstein declaró en una ocasión que la teoría cuántica le recordaba

“el sistema de ilusiones de un paranoico extremadamente inteligente, forjado a partir de elementos incoherentes de pensamiento” [4].

Y eso que no tuvo oportunidad de conocer las posteriores interpretaciones del fenómeno cuántico, cada vez más arriesgadas y más contrarias al sentido común, ideas que sin duda le habrían llenado de asombro y le habrían convencido de que los locos dirigían el manicomio, como en aquel cuento de Edgar Allan Poe, El sistema del profesor Tarr y el doctor Fetter.

 

 

Continuará


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  1. [1]en Rueff
  2. [2]en John Gribbin
  3. [3]Popper
  4. [4]Dana Zohar