{"id":13578,"date":"2017-10-23T15:45:30","date_gmt":"2017-10-23T15:45:30","guid":{"rendered":"https:\/\/moir.org.co\/web\/?p=13578"},"modified":"2017-10-23T15:45:30","modified_gmt":"2017-10-23T15:45:30","slug":"platon-y-el-electron","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/moir.com.co\/web\/platon-y-el-electron\/","title":{"rendered":"Plat\u00f3n y el electr\u00f3n"},"content":{"rendered":"

Guillermo Guevara Pardo, Bogot\u00e1, octubre 22 de 2017<\/strong><\/p>\n

\u201cEl ser humano desea comprender la realidad con independencia de con cu\u00e1nta vehemencia se niegue su existencia\u201d<\/em><\/strong>. David Deutsch y Artur Ekert.<\/p>\n

Mec\u00e1nica cu\u00e1ntica y relatividad son las teor\u00edas que soportan la elegante arquitectura del edificio, a\u00fan no terminado, de la f\u00edsica moderna. Sus aplicaciones tecnol\u00f3gicas se emplean a diario: el tel\u00e9fono celular, el computador, la imagen diagn\u00f3stica obtenida por tomograf\u00eda por emisi\u00f3n de positrones (TEP), el rayo l\u00e1ser, el sistema de posicionamiento global (GPS) y otras que est\u00e1n en camino como el computador cu\u00e1ntico o, qui\u00e9n sabe cu\u00e1ndo, el telescopio de ondas gravitacionales. La mec\u00e1nica cu\u00e1ntica explica adecuadamente fen\u00f3menos como la formaci\u00f3n del enlace qu\u00edmico que posibilita las uniones entre \u00e1tomos en una mol\u00e9cula, la desintegraci\u00f3n radiactiva de un n\u00facleo at\u00f3mico, la conductividad el\u00e9ctrica, el magnetismo, la producci\u00f3n de energ\u00eda en el interior de una estrella, la superconductividad, etc\u00e9tera; permite hacer especulaciones cient\u00edficas como es el caso de la teor\u00eda de cuerdas o sustentar la idea de que nuestro universo es apenas una min\u00fascula parte de una estructura infinitamente mayor: el multiverso.<\/p>\n

Las dos teor\u00edas vieron la luz en los albores del siglo XX pero empezaron a forjarse cuando el XIX finalizaba. Por esos d\u00edas la f\u00edsica se vio abocada a una crisis de naturaleza conceptual (los f\u00edsicos de entonces se formaban e interpretaban los resultados experimentales desde fundamentos esencialmente cl\u00e1sicos) aprovechada por ciertas corrientes filos\u00f3ficas que vieron llegada la oportunidad para negar la existencia objetiva del mundo, declarar el fin de la materia, anunciar la buena nueva de la refutaci\u00f3n definitiva del pensamiento materialista e incorporar la consciencia como el elemento fundamental de las leyes de la naturaleza. Un pionero de la nueva mec\u00e1nica, Eugene Wigner, sosten\u00eda que \u00ab<\/em>no es posible formular las leyes fundamentales de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica de un modo completamente coherente sin hacer referencia a la consciencia<\/em>\u00bb<\/em>. Al respecto los f\u00edsicos David Deutsch (Universidad de Oxford) y Artur Ekert (Universidad de Oxford y Nacional de Singapur) apuntan: \u201cLos culpables<\/em> [de la crisis de la f\u00edsica a principios del siglo XX] fueron doctrinas como el positivismo l\u00f3gico (\u00absi no puede confirmarse mediante un experimento, carece de sentido\u203a\u203a), el instrumentalismo (\u00absi las predicciones funcionan, \u00bfpor qu\u00e9 preocuparnos por lo que nos ha llevado hasta ellas?\u203a\u203a) y el relativismo (\u00abno hay afirmaciones objetivamente ciertas o falsas, solo legitimadas o desligitimadas por una determinada cultura\u203a\u203a). El da\u00f1o provino de lo que dichas doctrinas ten\u00edan en com\u00fan: la negaci\u00f3n del realismo, la postura filos\u00f3fica de sentido com\u00fan que afirma que existe un mundo f\u00edsico y que el m\u00e9todo cient\u00edfico permite extraer conocimiento de \u00e9l.<\/em><\/p>\n

\u201cFue en esa atm\u00f3sfera en la que Niels Bohr desarroll\u00f3 una interpretaci\u00f3n influyente de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica<\/em> [la Interpretaci\u00f3n de Copenhague], la cual negaba la posibilidad de dotar a los fen\u00f3menos de existencia objetiva. No estaba permitido hablar de los valores de una variable cu\u00e1ntica cuando no se la observaba (como, por ejemplo, en mitad de un c\u00e1lculo cu\u00e1ntico). Los f\u00edsicos que, en virtud de la naturaleza de su profesi\u00f3n, no pod\u00edan contener sus deseos de preguntar, intentaron hacerlo lo menos posible. Y la mayor\u00eda de ellos instruy\u00f3 a sus estudiantes para que se abstuvieran de formular ese tipo de cuestiones. La teor\u00eda m\u00e1s avanzada del \u00e1rea m\u00e1s fundamental de la ciencia fue interpretada como una estridente negaci\u00f3n de los conceptos de verdad, explicaci\u00f3n y realidad f\u00edsica\u201d<\/em>.<\/p>\n

Los fen\u00f3menos cu\u00e1nticos y relativistas son contraintuitivos, est\u00e1n muy lejos del sentido com\u00fan y asombran tanto al especialista como al ne\u00f3fito: un gemelo emprende un viaje espacial en la Enterprise <\/em>a una velocidad cercana a la de la luz y cuando regresa a la Tierra encuentra que su hermano ha envejecido mucho m\u00e1s que \u00e9l (si es que ya no ha muerto), pues el tiempo en la nave transcurre m\u00e1s lentamente que en el planeta; durante las fases finales de la vida de ciertas estrellas con masa mucho mayor que la del Sol, la explosi\u00f3n de supernova y el colapso gravitatorio hacen que electrones y protones se fusionen (formando neutrones) para dar origen a un objeto ex\u00f3tico llamado estrella de neutrones, una especie de n\u00facleo at\u00f3mico gigantesco donde una cucharadita de su materia pesa millones de toneladas; los experimentos muestran que el electr\u00f3n tiene un comportamiento dual: puede ser onda pero tambi\u00e9n part\u00edcula.<\/p>\n

Desde hace unos siete millones de a\u00f1os en nuestros ancestros que vivieron primero en los bosques h\u00famedos y despu\u00e9s en las calurosas sabanas del continente africano, evolucion\u00f3 un cerebro armado de un cableado neuronal para pensar de manera cl\u00e1sica, newtoniana. En un mundo de masas y velocidades bajas (campos gravitatorios d\u00e9biles como el de la Tierra y velocidades muy inferiores a la de la luz) los abuelos evolutivos tuvieron que lidiar con problemas de supervivencia tales como evitar ser cazados por los depredadores, aprender a identificar las se\u00f1ales donde estuviera una carro\u00f1a reci\u00e9n abandonada, c\u00f3mo percutir dos piedras para fabricar una lasca con la forma adecuada para desenterrar ra\u00edces y tub\u00e9rculos, saber cu\u00e1l era el momento m\u00e1s apropiado para encontrar arboledas con frutos maduros, calcular la trayectoria de una lanza para matar un animal\u2026 Hab\u00eda que dominar conceptos como los de espacio, longitud, tiempo, velocidad, fuerza, cuerpo, todos ellos relacionados con el diario vivir. Un cerebro que captara el mundo en forma cu\u00e1ntica o relativista no ten\u00eda ninguna ventaja adaptativa: si en el camino de nuestra evoluci\u00f3n alg\u00fan hominino lo posey\u00f3, no alcanz\u00f3 a percibir el certero ataque del leopardo que lo acechaba.<\/p>\n

Cuando despuntaba el siglo XX la mec\u00e1nica de Newton y la teor\u00eda del electromagnetismo de Maxwell se mostraron insuficientes para explicar la geometr\u00eda del universo, la reci\u00e9n descubierta estructura del \u00e1tomo, la manera como los cuerpos calientes emiten energ\u00eda, un movimiento an\u00f3malo en la \u00f3rbita de Mercurio, adem\u00e1s de la naturaleza de la luz. Pero esto no signific\u00f3 que las leyes de la f\u00edsica cl\u00e1sica dejaran de tener validez o que desapareciera la realidad del mundo: los cuantos eran tan reales como las galaxias, y ahora, cuantos y galaxias deb\u00edan describirse de manera diferente. Hab\u00eda nuevos fen\u00f3menos, se hac\u00eda imperativo descubrir las leyes que los gobernaban. La llegada de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica caus\u00f3 una ruptura tan profunda con la f\u00edsica del pasado, que todas las teor\u00edas anteriores terminaron llam\u00e1ndose \u00abcl\u00e1sicas\u00bb.<\/p>\n

Al d\u00eda de hoy la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica sigue, desafortunadamente, rodeada por un halo de incomprensibilidad y misterio que han utilizado charlatanes de distinta laya para justificar cosas tan absurdas como su supuesta relaci\u00f3n con el budismo Zen, el poder creador de la consciencia, la existencia de realidades alternativas donde sucede algo que no ocurri\u00f3 en esta, la \u00absanaci\u00f3n cu\u00e1ntica\u00bb para curar diversos males c\u00e1ncer incluido. Ya bien entrado el siglo XX, en 1964, un premio Nobel de la talla de Richard Feynman declaraba, quiz\u00e1s con algo de exageraci\u00f3n: \u00ab<\/em>Creo que puedo decir con toda tranquilidad que nadie entiende la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica<\/em>\u00bb<\/em>. Pero, \u00bfpor qu\u00e9 esto es as\u00ed? Parte del problema reside en la nefasta influencia ejercida por algunas interpretaciones filos\u00f3ficas que de esta bella teor\u00eda se han hecho y que reflejan las creencias que un individuo tiene acerca del mundo. Por ejemplo, cuando Ignacio Morgado, profesor de Psicobiolog\u00eda de la Universidad Aut\u00f3noma de Barcelona (Espa\u00f1a), plantea: \u00abEl mundo es una ilusi\u00f3n creada por el cerebro\u2026Nada de lo que hay aqu\u00ed est\u00e1 realmente fuera, todo son ilusiones creadas por nuestro cerebro\u00bb <\/em>y, Albert Einstein defend\u00eda que: \u00abLa creencia en un mundo exterior independiente del sujeto perceptor, es la base de toda ciencia natural\u00bb<\/em> hay dos hombres de ciencia anclados en los campos filos\u00f3ficos irreconciliables del idealismo y el materialismo. Las interpretaciones de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica no escapan de esta contradicci\u00f3n: \u00bfSon los fen\u00f3menos cu\u00e1nticos una ilusi\u00f3n creada por la mente o tienen una existencia independiente de ella?<\/p>\n

Algunos cient\u00edficos, como el astrof\u00edsico John Gribbin, sostienen que \u201cNada es real salvo si se observa\u201d<\/em>, que es lo mismo que decir que nada existe hasta que es medido, entonces, \u00bfc\u00f3mo explicar la existencia, por ejemplo, de los fen\u00f3menos cu\u00e1nticos que permiten la generaci\u00f3n de energ\u00eda en estrellas como el Sol desde hace unos 5.000 millones de a\u00f1os cuando apenas se estaba formando el Sistema Solar y no hab\u00eda observadores que los hicieran reales? O \u00bfes que el Sol estaba, como el famoso gato, en un estado de superposici\u00f3n de existe\/no existe hasta que un observador produjo el colapso de la funci\u00f3n de onda y la estrella se hizo real? Y m\u00e1s grave a\u00fan \u00bfcu\u00e1l observador: el unicelular que ten\u00eda una mol\u00e9cula sensible a la luz, un dinosaurio o el primer hominino consciente de s\u00ed mismo? Cuando, por ejemplo, se mide el esp\u00edn de un electr\u00f3n (grosso modo<\/em>, la cantidad de rotaci\u00f3n de la part\u00edcula en sentido horario o antihorario) solamente hay dos resultados posibles: un n\u00famero positivo o uno negativo; entonces, \u00bfel resultado que se obtenga depende de la consciencia de quien observa y mide o est\u00e1 determinado por factores independientes del observador? \u00bfEl electr\u00f3n y su esp\u00edn solo existen desde el momento en que son medidos? Los seguidores de la interpretaci\u00f3n de Copenhague contestan s\u00ed a esta pregunta, pues para ellos la teor\u00eda de los cuantos no es una descripci\u00f3n de la realidad sino, seg\u00fan Steven Weinberg, \u201cun mero instrumento para calcular las probabilidades de los distintos resultados que podemos obtener cuando efectuamos una medida\u201d<\/em>. Concebir as\u00ed la ciencia es negarle su objetivo principal: describir la realidad que nos rodea, para lo cual se hace necesario formular leyes independientes al observador.<\/p>\n

La mec\u00e1nica cu\u00e1ntica ha demostrado que el comportamiento de las part\u00edculas at\u00f3micas es probabil\u00edstico, pero que as\u00ed sea no significa que ellas carezcan de una existencia objetiva: un neutrino que emerge del centro del Sol tiene una probabilidad escandalosamente peque\u00f1a de interactuar con un \u00e1tomo, pero es completamente absurdo suponer entonces que esas part\u00edculas se hacen reales solo a partir del momento en que unas muy pocas de ellas son captadas (observadas) por un detector como el Super Kamiokande<\/em>, localizado en Jap\u00f3n. Ideas como la de Gribbin se expresan a veces en otros \u00e1mbitos de la ciencia. Hace algunos a\u00f1os unos investigadores propusieron que el fara\u00f3n Rams\u00e9s II pudo haber muerto de tuberculosis hacia el a\u00f1o 1213 antes de nuestra era; al conocer la noticia el fil\u00f3sofo franc\u00e9s Bruno Latour coment\u00f3 que le parec\u00eda un anacronismo que al Fara\u00f3n lo hubiera matado una bacteria que fue descubierta por Robert Koch en 1882, y lleg\u00f3 al extremo de afirmar que \u201cantes de Koch, el bacilo no tiene existencia real\u201d<\/em>. \u00a1Sin comentarios!<\/p>\n

La concepci\u00f3n materialista (realismo<\/em>) implica reconocer la existencia de una realidad objetiva, independiente del observador; el papel de la ciencia consiste en describir esa realidad. Por el contrario, la interpretaci\u00f3n idealista (instrumentalismo,<\/em> realismo participativo<\/em>) rechaza la existencia objetiva del mundo; el objeto y la sensaci\u00f3n son una sola y misma cosa, no se puede abstraer uno de la otra; la sensaci\u00f3n no es un v\u00ednculo de la consciencia con el mundo exterior sino un muro infranqueable, lo \u00fanico existente; ninguna teor\u00eda cient\u00edfica es capaz de proporcionar una descripci\u00f3n fidedigna de la realidad pues el mundo est\u00e1 hecho de im\u00e1genes, no de objetos.<\/p>\n

Los fen\u00f3menos de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica parecen extra\u00f1os pero tienen una explicaci\u00f3n razonable, obedecen a leyes espec\u00edficas perfectamente cognoscibles y aplicables. La realidad del mundo cu\u00e1ntico no puede entenderse solo como interacci\u00f3n, como un mundo de acontecimientos y no de cosas. Concebir de esta manera la f\u00edsica (y en general la ciencia) lleva a creer que esta no es capaz de describir de una manera aproximadamente fiel los aspectos fundamentales del mundo. Si algo ha hecho la ciencia es mostrar c\u00f3mo funciona realmente la naturaleza. Negar que la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica proporciona una descripci\u00f3n objetiva de la materia en los niveles at\u00f3mico y subat\u00f3mico implica considerarla como un mero mecanismo matem\u00e1tico, un algoritmo, para efectuar predicciones sobre los resultados experimentales o entenderla en t\u00e9rminos de la teor\u00eda de la informaci\u00f3n: los estados cu\u00e1nticos no son reales sino solo una forma de informaci\u00f3n relacionada con el observador; no vivir\u00edamos en un mundo real sino en uno virtual, como el de Matrix<\/em>. A pesar de la vehemencia con que ciertos f\u00edsicos y fil\u00f3sofos niegan la existencia de la realidad, el hombre desea y necesita conocerla, comprenderla cada vez m\u00e1s con mayor profundidad, desde la min\u00fascula escala de la longitud y tiempo de Planck hasta la inimaginable de los millones de a\u00f1os luz y los eones. Esa es precisamente la empresa de la ciencia.<\/p>\n

Toda interpretaci\u00f3n idealista del mundo hunde sus ra\u00edces en la filosof\u00eda de Plat\u00f3n. Para Erwin Schr\u00f6dinger, uno de los cient\u00edficos m\u00e1s importantes en la historia de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, \u00ab\u2026 la materia es una imagen de nuestra mente \u2013por lo tanto la mente es anterior a la materia\u2026\u00bb<\/em> y \u00ab\u2026 ante las part\u00edculas finales que constituyen la materia, parece quedar excluida la posibilidad de concebirlas como formadas por alg\u00fan material. Son, como lo fueron, pura forma<\/strong>, nada sino forma;<\/em> lo que vuelve una y otra vez en sucesivas observaciones es su forma, no una pizca individual de materia\u00bb<\/em>. El gran hombre de ciencia hace caso omiso del concepto de materia<\/em><\/strong> como categor\u00eda filos\u00f3fica, cual es, toda la realidad objetiva que nos es dada a trav\u00e9s de las sensaciones, que son im\u00e1genes de la materia en movimiento. La representaci\u00f3n sensible no es la realidad que existe fuera de nosotros, es solo la imagen captada a trav\u00e9s de los \u00f3rganos de los sentidos: la sensaci\u00f3n es una imagen subjetiva del mundo objetivo. En la m\u00e1s pura tradici\u00f3n plat\u00f3nica la existencia individual y particular del electr\u00f3n se debe a que participa de la Forma eterna e inmutable de un electr\u00f3n arquet\u00edpico; la part\u00edcula que se mide y se capta ser\u00eda apenas una imagen imperfecta, una ilusi\u00f3n de la Forma que es la entidad real, existente en un mundo apartado, ideal, perfecto, sin conexi\u00f3n con el imperfecto y material donde habitamos. Esta concepci\u00f3n filos\u00f3fica tambi\u00e9n es apoyada por Werner Heisenberg (otro grande en el desarrollo de la teor\u00eda de los cuantos) que cree que \u201cla f\u00edsica moderna se ha decidido definitivamente a favor de Plat\u00f3n. Las unidades m\u00e1s peque\u00f1as de la materia no son objetos f\u00edsicos en el sentido com\u00fan de la palabra; son formas y estructuras; o bien, en el sentido de Plat\u00f3n, ideas sobre las cuales s\u00f3lo puede hablarse de una manera inequ\u00edvoca en el lenguaje de la matem\u00e1tica\u201d<\/em>. Pero no se puede olvidar que las matem\u00e1ticas \u201clejos de quedar confinadas en el dominio de la especulaci\u00f3n\u2026se hallan inscritas en la realidad del mundo, son la llave de la comprensi\u00f3n de la naturaleza y posibilitan la transformaci\u00f3n de la creaci\u00f3n al servicio del hombre\u201d<\/em>, como lo expresa Luis Alonso, comentarista de la secci\u00f3n Libros<\/em> en la revista Investigaci\u00f3n y Ciencia<\/em>. La \u00fanica forma de acceder al mundo de las formas plat\u00f3nicas no es a trav\u00e9s de la ciencia, sino de la fe o la iluminaci\u00f3n m\u00edstica. Arist\u00f3teles, en su Metaf\u00edsica<\/em>, dedica el libro decimotercero a refutar la idea de las Formas: \u00abEn cuanto a decir que las Formas son los modelos, y que los objetos sensibles participan de ellas es pronunciar palabras vac\u00edas y hacer met\u00e1foras po\u00e9ticas\u00bb<\/em>. Raz\u00f3n ten\u00eda el Estagirita cuando de su respetado maestro afirm\u00f3: \u201cPlat\u00f3n es mi amigo, pero m\u00e1s amiga es la verdad\u201d<\/em>.<\/p>\n

Otros participantes en este importante debate propugnan por un posici\u00f3n intermedia que mezcle idealismo y materialismo; dicho coctel filos\u00f3fico, en palabras de Ad\u00e1n Sus, f\u00edsico y fil\u00f3sofo de la Universidad de Valladolid \u00ab\u2026 supone reconocer que, si bien hay aspectos de la posici\u00f3n realista que tal vez merezca la pena rescatar, quiz\u00e1s haya que poner en cuesti\u00f3n la idea de que la ciencia emp\u00edrica describe una realidad anterior a la teor\u00eda e independiente de ella\u00bb<\/em>. Es imposible: no puede alguien declararse materialista y negar la realidad objetiva del mundo; sostener que la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica no describe una realidad material independiente del observador, es simple y llanamente militar en las filas del idealismo. En esta dicotom\u00eda no hay posibilidad para una Tercera V\u00eda<\/em>. La filosof\u00eda compatible con las ciencias naturales es la materialista: ella reconoce que el zool\u00f3gico de part\u00edculas at\u00f3micas y sus fen\u00f3menos asociados, objeto de estudio de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, tienen una existencia independiente de la consciencia. Si la realidad no es de naturaleza material se llega al absurdo de concebirla, seg\u00fan Favio Cala y Gustavo Eslava, como \u00ab\u2026 el resultado de una compleja construcci\u00f3n social; que la ciencia \u2013y en este caso la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica\u2212 puede entenderse como producto de la sociedad y la cultura de su tiempo<\/em><\/p>\n

El velo de incomprensi\u00f3n que a\u00fan cubre la interpretaci\u00f3n de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica se ir\u00e1 rasgando en la medida que ella se enriquezca con nuevos hitos te\u00f3ricos y experimentales. Si la teor\u00eda cu\u00e1ntica ha de sufrir cambios en sus principios fundamentales, ello exige que lo nuevo explique lo antiguo en aquellas situaciones en que ha habido verificaci\u00f3n experimental, es decir, algo de la vieja teor\u00eda pasa a ser un caso particular de la nueva tal como sucedi\u00f3 con el desarrollo de la teor\u00eda de la relatividad y el destino de la mec\u00e1nica newtoniana.<\/p>\n

La posici\u00f3n m\u00e1s adecuada para afrontar la interpretaci\u00f3n filos\u00f3fica de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica sigue siendo la que ha se\u00f1alado claramente Weinberg: \u00abOtros f\u00edsicos, entre los que me incluyo, prefieren otra forma, realista, de mirar la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, basada en una funci\u00f3n de onda que puede describir laboratorios y observadores tanto como \u00e1tomos y mol\u00e9culas, y gobernada por leyes que no dependen materialmente de que existan o no observadores\u00bb<\/em>. La mec\u00e1nica cu\u00e1ntica ha venido mostrado apenas un poco del mundo at\u00f3mico, pero a\u00fan es mucho lo que falta por explorar en \u00e9l. Una interpretaci\u00f3n materialista de ella la har\u00e1 m\u00e1s comprensible para doctos y legos.<\/p>\n

Bibliograf\u00eda<\/p>\n