» 16-06-2025

Ciencia y filosofía 24. El desarrollo histórico. Mecánica cuántica.

Las ideas centrales en que Rovelli (“La realidad no es lo que parece”) basa la mecánica cuántica son: la granularidad, el indeterminismo y la relacionalidad. La granularidad tiene que ver con el cambio continuo aparente del mundo en el que es impensable detectar remansos de estabilidad que no sean producidos por la propia mente que lo juzga. No es así en el mundo de lo más pequeño (o más exactamente de pequeñas diferencias de energía) en donde -en una cascada de generalidad: materia, luz, electrones…- los cuantos (paquetes, cantidades discretas) aparecen dando identidad (estado) a determinados procesos (cambios). La incertidumbre también se produce en un aumento de la generalidad empezando en la velocidad-posición y avanzando hacia la partícula-onda y partícula-campo, energía-tiempo, etc. en el plano de la equivalencia-indistinción (relatividad) y avanzando hacia el de la verdad fraccionaria o relativa (probabilidad). Finalmente la relacionalidad plantea la inexistencia de las partículas en ausencia de interacción. Si bien nuestra pertinaz experiencia del mundo cotidiano hace impensable esta afirmación, lo cierto es que -en un plano teórico- se podría perfectamente definir la existencia como relación. En un mundo de seres la existencia es estar; en un mundo de cambios la existencia es interaccionar. Estamos pues, de nuevo, en el problema del ser y el cambio. Si aceptamos la opción del cambio no es difícil conceptuar los grandes cuerpos -compuestos por innumerables partículas- como manifestaciones estadísticas de innumerables y azarosas interacciones. Y de nuevo la relatividad hace su aparición, en este caso con la solvencia que le da su proximidad con la relación.

 

Plank “inventa” la cuantificación de la materia como único modo de explicar la diferencia del comportamiento de un objeto radiante (por aumento de temperatura) en la teoría y en la realidad. Modifica la teoría añadiendo la cuantificación de la radiación. Formula la identificación de la energía como una onda de frecuencia determinada. Einstein -explicando el fenómeno de la fotoelectricidad- define los fotones como cuantos de luz, elevando la presunción de Plank al estatus de realidad. El fenómeno del espectro de luz (la identificación de átomos por su registro de lineas espectrales: colores) -en abierta contradicción con la previsión newtoniana de que deberán abarcar todas las frecuencias-conduce a Bohr a enunciar que los electrones en los átomos solo pueden producirse en determinadas frecuencias correspondientes a determinadas órbitas, lo que no impide que puedan saltar de una órbita a otra cuando la energía alcance el valor cuántico determinado. El fenómeno cuántico (paquetes de energía cuantizados) se muestra como un fenómeno generalizado. 

 

Para Heisenberg estos saltos cuántico requieren una explicación profunda: ¿existen antes de saltar? ¿Son los saltos: el efecto, consecuencia de una acción, o el electrón solo existe en la acción de saltar? ¿Sale la luna si nadie la mira? ¿Hace ruido un árbol al caer si nadie lo escucha? (Wittgenstein). Como mínimo es una presunción (acción) que solo puede ser demostrado indirectamente por su efecto. Por menos de eso, la lógica expulsó la inducción de su verdad. Heisenberg demostró matemáticamente que posición y velocidad no podían determinarse ambos con la misma precisión: el conocimiento de una disminuía el de la otra. Dirac universalizo esa incertidumbre al resto de las variables (momento angular, energía, etc.) que determinaban el estado de una partícula. De hecho hizo una formulación matemática de ello en el que -aparte de establecer un espacio (de Hilbert) abstracto de operación- negó a estas variables el estatus de propiedades “en sí”, absolutas, relegándolas a la relatividad, a la dependencia de su conjugada. Evidentemente los valores que podía asumir estaban cuantificados. Esta ausencia de conocimiento de la posición se paliaba con una predicción de la probabilidad de que aparezca (o no) en una u otra posición (fluctuaciones). El azar entraba a formar parte de la realidad. La teoría de Dirac permitía -pues- el cálculo de los valores que podía tomar una de estas variables de estado y predecía la amplitud de transición (probabilidad). Esta probabilidad se formalizaba en una nube de densidad de probabilidad en todo parecida a un campo. Sin olvidar que la probabilidad es la verdad relativa, fraccionaria.

 

Pero la aportación de Dirac no acabó aquí. Decide aplicar su teoría directamente a los campos (como el electromagnético), haciéndola coherente con la relatividad especial. Con ello “descubre” la convergencia entre la noción de partícula de Newton y la de campo de Faraday-Maxwell. La reflexión esquematizada es: 

onda > energía >cuanto > partícula > nube de probabilidad > campo > onda. A esta teoría armonizada se le llama “Teoría cuántica de campos”. “Hay unos quince campos cuyas excitaciones son las partículas elementales (electrones, cuarks, muones, neutrinos, la partícula de Higgs y poco más), más algunos campos como el campo electromagnético y las demás fuerzas que actúan a escala nuclear” (Rovelli 2023, 117) conformando la teoría estándar que unifica campos, fuerzas y partículas en un nuevo tipo de objetos.  Si alguna palabra puede resumir la teoría cuántica, esa es: relatividad. Así las cosas la armonización entre cuántica y relativista no puede estar muy lejos. 

 

El desgarrado. Junio 2025

 




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