La habitación de Heisenberg

El Museo del Pensamiento que promuevo desde este blog debería tener varias habitaciones destinadas a la Física. ¡Un momento! ¿No estábamos hablando de Filosofía? ¿Qué pintan los físicos?

Cualquiera sabe que los descubrimientos científicos han tenido un impacto fascinante y definitivo sobre la Filosofía. Incluso que los primeros filósofos especulaban en el terreno de la Física, como lo hicieron Demócrito y su escuela: propusieron que la naturaleza estaba compuesta de pequeñas partículas indivisibles. El razonamiento fue increíble: si nos ponemos a trocear todo, llegará un momento en que no podamos partir más las cosas porque si fuera así, se nos desharían en las manos. Tiene que haber algo indivisible: no-partible, a-tomos.

De ahí nació la palabra átomo. Explicaban el movimiento por lo que llamaban la declinación. Todo siempre cae hacia abajo y los átomos también. Sin embargo, las cosas se mueven para todos los sitios y eso se debe a que siempre hay un átomo que declina, que se mueve de lado, y eso es lo que produce el movimiento (este movimiento se llamaba clinamen).

Bueno, en otra ocasión explicaré esa parte de la Filosofía porque ahora me quería meter con Werner Heisenberg, el padre de la Física Moderna. Fue el creador de la mecánica cuántica, en la cual se basa nuestro último y más moderno conocimiento del átomo, de aquel átomo predicho por los griegos. Si Demócrito pudiera viajar en el tiempo, diría ¡eureka! yo lo descubrí. Sí, y sin microscopio de efecto túnel.

Pero el átomo es algo más complejo de lo que parece. No consiste en un núcleo alrededor del cual giran los electrones. Eso se pensaba hasta principios del siglo XX pero, Planck descubrió que la energía consiste en paquetes, y que los electrones se mueven dando saltos energéticos.
Más tarde, Heisenberg llegaría a la conclusión de que los electrones no son lo que parecen: no son partículas, no son ondas, son las dos cosas a la vez, y si hacemos mediciones, nos encontraremos con los dos estados. Eso le llevó a concluir que la realidad no es lo observado sino el observador, pues es éste con sus mediciones el que pone a la realidad a funcionar.

Los electrones se mueven de una forma en la que no podemos calcular la posición y el momento (dirección y velocidad del electrón) al mismo tiempo. Sólo podemos hacer cálculos estadísticos. ¿De modo que no sabremos nunca lo que es la realidad? No lo sabremos. Sólo podemos manejarnos con cálculos de probabilidad.

Heisenberg lo resumió en un libro llamado "Física y filosofía". Se puede encontrar en la nube virtual en inglés.

La mejor forma de exponerlo que se me ocurre es con la habitación cerrada. Supongamos que tenemos una habitación cerrada en la cual hay un globo que cuelga del techo. Esa habitación tiene una ventana en un lado, y una puerta en el otro.

Supongamos que queremos saber la realidad del contenido de la habitación. ¿Es estática? ¿Dinámica? ¿Dónde está el globo? ¿En qué posición? Y si se mueve, ¿hacia donde y a qué velocidad (momentum)?

Si abrimos la puerta veremos el globo en movimiento por culpa de la corriente de aire que provocamos al abrir la puerta. ¡Vaya! Nosotros lo hemos provocado y es lo mismo que sucede siempre en nuestras casas. El problema es que la única forma de conocer el estado del globo es abriendo la puerta pero siempre que lo hacemos, modificamos su realidad. Y si nos dijeran que hiciéramos cálculos de dónde va a estar el globo, en qué posición y a qué velocidad se mueve y en qué dirección, nunca lo podemos saber con certeza a pesar de que abramos la puerta cien veces.

Diremos a lo sumo, que la mitad de las veces estará oscilando de este lado o de aquel, pero nunca acertaremos el 100% de las veces.

De modo que incorporaremos a nuestro Museo una habitación con un globo para explicar el principio de indeterminación por el que se rige la Física Moderna, y la Filosofía, porque eso significa que por más que nos empeñemos, la vieja pregunta de qué es eso que tenemos delante, no será nunca respondida. Esa es la habitación de Heisenberg, un símil jamás usado por el físico alemán, pero no se me ocurre otro para exponer su gran descubrimiento.