Aspectos filosóficos del principio de indeterminación de Heisenberg (página 2)

La doctrina determinista -escribe Ferrater Mora- afirma "que todo lo que ha habido, hay y habrá, y todo lo que ha sucedido, sucede y sucederá, está de antemano fijado, condicionado y establecido, no pudiendo haber ni suceder más de lo que está de antemano fijado, condicionado y establecido".[3]

Si asimilamos y aceptamos que en el sistema planetario se da esta determinación de movimientos, que cualquier cambio en el futuro podría ser calculado con antelación, es decir, que está predeterminado por una necesidad mecánica irrevocable, asentiríamos que lo que tenemos a nuestro alrededor es un cuadro totalmente muerto, un gigantesco mecanismo, un genial aparato de relojería en el que cada engranaje gira como tiene que girar por la necesidad mecánica del aparato. Esto nos induce a asignarle a la naturaleza una determinación necesaria –y a nosotros como parte de ella– en todo acontecimiento, grande o pequeño, en los más insignificantes detalles.

Esta naturaleza total, pensada como un gigantesco mecanismo de relojería (con átomos en lugar de ruedecillas), está sola consigo misma, predeterminando con sus propias leyes todo movimiento, sin lugar alguno para el azar. Es entonces imposible que una voluntad divina se inmiscuya o entrometa en el engranaje de estos movimientos. No podría influir en el devenir sin entrar en pugna con la determinación de las leyes de la naturaleza.[4]

El deísmo defendido por Voltaire en sus "Elementos de la filosofía de Newton", intenta conservar al menos para el Dios creador un leve resto de reconocimiento, a pesar de que la sola idea de una determinación total excluya la de una providencia divina. Según esta doctrina el mundo ha de ser concebido como un mecanismo que funciona con una determinación absoluta, inviolable; pero así como todo reloj supone un relojero, de igual manera el ingenioso mecanismo de la naturaleza ha sido llamado a la existencia por un creador, que con un cálculo perfectísimo, ha señalado su suerte a todos los seres creados. Después de haber creado este complejo aparato de relojería, el relojero renuncia a toda intromisión que suponga cambios, abandonándolo a su curso propio, que está regido por las leyes inherentes en él.

En 1931 Bertrand Russell edita su libro "La perspectiva científica", texto donde el filósofo inglés presenta la división en tres secciones de la física que hace el profesor Eddington en sus conferencias tituladas:"La naturaleza del mundo físico".[5]

La primera sección de la física contiene todas las leyes de la física clásica, tales como la conservación de la energía y la ley de la gravitación. Las dos siguientes secciones me interesan sobremanera: la segunda se refiere a los grandes conjuntos y a las leyes de probabilidad. Aquí no se trata de probar que tal o cual hecho es imposible, sino que sólo es enormemente improbable. La tercera sección de la física es la teoría de los quanta, y ésta es la más perturbadora de todas, ya que parece mostrar que quizá la ley de causalidad, en que la ciencia creía implícitamente, no puede ser aplicada a los hechos de los electrones individuales.

Hay una ley de extremada importancia que es sólo estadística; ésta es la segunda ley de la termodinámica. Afirma, hablando grosso modo, que el mundo se hace cada vez más desordenado. El ejemplo que utiliza Eddington es lo que ocurre cuando barajamos un paquete de cartas. Este viene de fábrica con las cartas dispuestas ordenadamente; después de haberlas barajado, han perdido su orden y es altamente improbable que lo vuelvan a alcanzar, por muchas veces que se baraje. Este detalle es el que hace la diferencia entre el pasado y el futuro. En el resto de la teoría física se estudian procesos que son reversibles, es decir, que donde las leyes físicas demuestren que es posible para un sistema material pasar de un estado A en cierta época al estado B en otro, la transición opuesta será posible igualmente conforme a esas mismas leyes. Pero cuando actúa la segunda ley de la termodinámica no sucede así. Eddington enuncia esta ley de esta manera: "cuando acontece algo que luego no puede ser ya deshecho, el caso se reduce a la introducción de un elemento de azar, análogo al introducido por el barajado de las cartas". Esta ley se ocupa sólo de probabilidades.

Entonces, ¿es posible que si se baraja durante tiempo suficiente el paquete de cartas, éstas por casualidad se coloquen en el orden primitivo? Esto es muy improbable, pero es más probable que la colocación por casualidad de muchos millones de moléculas. Analicemos otro de los ejemplos de Eddington: Supongamos dividida una vasija en dos partes iguales por un tabique, y que en una de las partes haya aire, mientras que en la otra está hecho el vacío; al abrir una compuerta en el tabique, el aire se extiende por igual por toda la vasija. Pudiera suceder, por casualidad, que, en lo futuro, las moléculas del aire, en la marcha de sus movimientos azarosos, se encontrasen de nuevo en la parte de la vasija en que estaban primeramente. Esto no es imposible; es sólo improbable, muy improbable. Este es pues, el otro extremo del determinismo absoluto, el azar absoluto. Confirma Russell: "si dejo vagar al azar mis dedos por una máquina de escribir, pudiera suceder que escribieran una sentencia inteligible. Si un ejército de monos estuviese jugueteando con teclados de máquinas de escribir, podrían escribir todos los libros del Museo Británico. La probabilidad de que así lo hagan es decididamente más favorable que la probabilidad de que las moléculas vuelvan a una de las mitades de la vasija.[6]

Podemos decir entonces que para el físico, hay determinismo cuando, teniendo conocimiento de un cierto número de hechos observados en el instante presente o pasado, y conociendo a su vez ciertas leyes de la naturaleza, le es permitido prever rigurosamente que X fenómeno observable tendrá lugar en tal época posterior.

EL INDETERMINISMO Y LA NUEVA FÍSICA.

La teoría de los quanta, la cual se ocupa de los átomos individuales y de los electrones, tuvo en el siglo pasado un rápido desarrollo. Es profundamente perturbadora para los prejuicios que han gobernado la física desde los tiempos de Newton. Lo más doloroso desde este punto de vista, es que arroja dudas sobre la universalidad de la ley de la causalidad; quizá los átomos tengan una cierta cantidad de libre voluntad, de manara que su conducta, aún en teoría, no está enteramente sometida a ley. Además, algunas cosas que habíamos creído determinadas han dejado de serlo. Existe -como sabemos- lo que se conoce como el "Principio de Indeterminación", que dice que "una partícula puede tener posición o puede tener velocidad, pero no puede, en un sentido exacto, tener ambas"[7]; o sea, si usted sabe donde se encuentra, no puede decir la velocidad con que se mueve y si sabe la velocidad no podría decir donde se encuentra. Sólo se puede ver un electrón cuando emite luz, y sólo lo hace cuando salta, de modo que para ver dónde está es preciso verlo desplazándose. Para muchos, este hecho representa la bancarrota del determinismo físico, y es utilizado para rehabilitar el libre albedrío.

La física cuántica ha sufrido una gran cantidad de interpretaciones sobre sus fundamentos y sus relaciones con la física precuantica o clásica, sin que se haya llegado a una interpretación definitiva. La más generalizada y aceptada es la llamada interpretación de Copenhague o interpretación probabilística. Esta reconoce en la física cuántica un elemento esencial de incertidumbre en los fenómenos que ella misma estudia, fenómenos en los que ya no es posible hablar de valores exactos de ninguna magnitud tal como energía, velocidad, etc., sino del valor probable que dicha magnitud pueda tener.

Esta incertidumbre o indeterminación choca de manera frontal con los conceptos usuales de la teoría clásica, que incluso los primeros forjadores de los principios cuánticos, como Einstein y Planck entre otros, opusieron gran resistencia a su implantación en la corriente dominante de la física. A Einstein le disgustaba el elemento de azar que implicaba el principio de incertidumbre. Es muy conocida su aseveración "Dios no juega a los dados". Detestaba la idea de que en dos experimentos del todo iguales, uno arrojara un resultado A y el otro un resultado B.

Los sistemas microscópicos, parecen contradecir el principio que está en la base de la mecánica clásica, este es, el principio de determinismo. Cualquier intento por determinar la trayectoria o velocidad de un electrón implica la interacción de éste con un instrumento de medida, que en últimas puede ser pensado como un haz luminoso. El problema es que dicha interacción afecta el movimiento futuro del electrón, por tanto el objetivo inicial de determinar el comportamiento futuro no se ha logrado. Lo mismo ocurre en la mecánica clásica, pero allí, debido al tamaño de los sistemas considerados, siempre se puede despreciar el efecto del aparato de medición en el comportamiento del sistema. Por tanto, inicialmente la falta de determinismo en los sistemas microscópicos se consideró como una imposibilidad técnica, un estricto problema de diseño de instrumentos de medida. Esto en el sentido de que dichos sistemas sí se comportarían en forma determinista pero no podían ser observados como tales.

La situación cambió en 1927, principalmente por el trabajo de Heisenberg, que estableció que en los sistemas cuánticos no es posible una determinación completa de su comportamiento o evolución dinámica futura.

El principio de indeterminación del que he hablado, sitúa a los científicos en una encrucijada. Aceptar su interpretación es equivalente a aceptar el indeterminismo como parte fundamental de la ciencia. Un paso que científicos de la talla de Planck y Einstein no estuvieron dispuestos a realizar.

El físico Luis de Broglie sostiene[8] que como en la naturaleza hay intervención universal y el movimiento del menor átomo pudo haber sido influido por el astro más lejano, la previsión rigurosa de cualquier acontecimiento exigiría en principio el conocimiento integral del estado presente del universo,  lo que lo hace irrealizable. Cuando en el dominio atómico se pretende conocer cada vez más de cerca el estado actual de las cosas para poder anunciar con precisión más rigurosa los fenómenos futuros, se tropieza con la imposibilidad de aumentar simultáneamente la exactitud de todos los datos necesarios; es esta, como se sabe, uno de los efectos primarios de las relaciones de incerteza debidas a Heisenberg.

Ahora bien, será que el desarrollo de las ciencias y de nuestros conocimientos ¿permitirá restablecer la previsibilidad completa y rigurosa de los fenómenos elementales individuales, es decir, será "redescubierto" el determinismo riguroso?

Podríamos suponer que existe un determinismo fundamental de los fenómenos que yace oculto e inalcanzable para la cognición humana, pero esta, al no ser falsable es una idea acientífica. Sería más un acto de fe.

No está prohibido pensar que algún día los científicos encontrarán el determinismo riguroso en las escalas microscópicas como antes se creía lo poseía el mundo macroscópico, pero reflexionando sobre la evolución y recientes progresos de la física y sus implicaciones filosóficas tal hecho parece si no imposible, altamente improbable.

BIBLIOGRAFÍA:

·         DE BROGLIE, Luis. Continuidad y discontinuidad en física moderna. Editorial Espasa Calpe; Madrid, 1957.

·         FERRATER MORA, José.  Diccionario de filosofía de bolsillo. Editorial Alianza; Madrid, 2001.

·         INFELD, Leopold. Einstein. Editorial Lautaro; Argentina, 1961.

·         JORDAN, Pascual. El hombre de ciencia ante el problema religioso. Editorial Guadarrama; Madrid, 1972.

·         RUSSELL, Bertrand. La perspectiva científica. Ediciones Sarpe; Madrid, 1983.

• VOLTAIRE. Elementos de la filosofía de Newton. Ed. Universidad del Valle; Cali, 1996.

Autor:

Oscar David Caicedo Machacón

Grupo de Investigación Holosapiens.

BIOGRAFÍA DEL AUTOR:

Oscar David Caicedo Machacón, nació en Manatí (Atlántico) – Colombia. Es Filósofo egresado de la Universidad del Atlántico (Barranquilla). Miembro del Grupo de Investigación HOLOSAPIENS, Reconocido y Categorizado por el Instituto Colombiano para el Desarrollo de la Ciencia y la Tecnología "Colciencias". Becario como "Joven Investigador e Innovador 2008" por Colciencias. Autor del artículo "Karl Popper en la filosofía liberal del Doctor Carlos Gaviria Díaz" entre otros.

Barranquilla – Colombia. Noviembre de 2008.

[1] INFELD, Leopold; Einstein, ediciones Lautaro, Argentina, 1961, pág. 152.

[2] JORDAN, Pascual; El hombre de ciencia ante el problema religioso, ediciones Guadarrama, Madrid, 1972.

[3] FERRATER MORA, José;  Diccionario de filosofía de bolsillo, ediciones Alianza, Madrid, 2001. pág. 210.

[4] JORDAN, op. cit., pág. 103.

[5] RUSSELL, Bertrand; La perspectiva científica, Ediciones Sarpe, Madrid, 1983.

[6] RUSSELL, B. op. cit., pág. 84.

[7] RUSSELL, B. op. cit., pág. 84.

[8] DE BROGLIE, Luis; Continuidad y discontinuidad en física moderna, ediciones Espasa Calpe, Madrid, 1957.