DETERMINISMO Y PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE

DETERMINISMO Y PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE


La mecánica cuántica ocupa una posición muy original en el conjunto de las teorías físicas contiene la mecánica clásica como límite suyo y al mismo tiempo necesita de este caso límite para su propia fundamentación.

Lev D. Landau

Por : Mario Rios Quispe


S
abemos que la filosofía es la ciencia de las regularidades universales a la que se somete la naturaleza, la sociedad y el pensamiento del hombre en el proceso del conocimiento; y es el componente principal de la concepción del mundo que se asume.

Es por ello que su importancia es fundamental en el desarrollo del conocimiento, ya que ayuda a la interpretación de los fenómenos de la naturaleza, la sociedad y el pensamiento. En el caso de las ciencias físicas, como una de las ramas particulares del estudio de la naturaleza ha de ser importante ya que señala las coordenadas dentro del espectro de las ramas científicas que se clasifican según el grado y peculiaridad del movimiento.

Nos valemos de este criterio, para analizar un tema tan agudo y polémico de la física cuántica como el principio de incertidumbre relacionándolo con la categoría filosófica del determinismo; sustentándonos en Engels (1) cuando afirma que cuando unimos dos ramas del conocimiento dialécticamente nos permite conocer con mayor profundidad la realidad objetiva, en nuestro caso las leyes que rigen el mundo cuántico.

El principio de incertidumbre enunciado por Heisemberg en la década del veinte, señala que en la teoría cuántica es imposible contestar a cualquier cuestión que se refiera a valores numéricos simultáneos “q” y “p” aunque es de esperar sin embargo que se pueda contestar a las cuestiones en la que solo “q” y solo “p “ admiten valores numéricos dados” (2).

El ensayo que presentamos pretende ligar el determinismo con el principio de incertidumbre; de aquel determinismo que se adhiere firmemente a la realidad concreta. No se está tomando una categoría, acoplando al fenómeno como una hipótesis ad – hoc, la categoría del determinismo se recoge de los hechos de la naturaleza, la sociedad y el pensamiento tratando en lo posible de encontrar una regularidad.

¿Qué se ha podido encontrar en esta larga búsqueda? Que el PROBLEMA PRINCIPAL DE LA INTERPRETACION DE LA FISICA CUANTICA ESTA LIGADO AL PROBLEMA DEL DETERMINISMO; así, hasta el desarrollo de la mecánica clásica hablábamos de un determinismo Laplaceano, aquella que conociendo las condiciones iniciales en forma completa, podíamos conocer el futuro de manera exacta. Por ejemplo, en una partícula material, conociendo la posición y la velocidad inicial podíamos conocer el futuro de manera exacta en cuanto a la trayectoria de dicha partícula.

Este tipo de determinismo correspondió a una etapa histórica, por tanto tuvo su utilidad, después del cual, si se seguía aplicando resultaba un lastre para el desarrollo científico, y los problemas ya lo podíamos ver en el análisis de la entropía, la teoría cinética de los gases pero donde se notó con mayor intensidad fue en la física cuántica y concretamente en el principio de incertidumbre (3), hecho en la cual se volvió a plantear el problema del determinismo como un problema que había que desarrollar (4).

El clima de desarrollo científico y la búsqueda de nuevos conceptos obligó a redefinir el determinismo en el sentido que ya no se habla de una causa completa – la que vimos en el ejemplo de la partícula material – sino de una causa específica, aquella que es el conjunto de varias circunstancias que existían ya en la situación dada antes del surgimiento del efecto y que constituyen las condiciones de acción de la causa, conduce a la aparición del efecto (5). Así pues, en la actualidad cuando se hable de determinismo, tendríamos que referirnos a su dependencia causal, sean estas completas o específicas: esto último en la cual esas circunstancias o esos hechos que interaccionan con el sistema manifiestan una cierta desviación, indeterminación; previniendo que no es extraño que aparezca hechos casuales (entendida como la influencia no prevista de otros fenómenos) pero, que precisamente el encontrar las leyes que rigen el determinado fenómeno en nuestro caso el cuántico disminuye el índice de casualidad.

¿Se definió el determinismo nuevo y superior aislado de los fenómenos de la naturaleza, la sociedad y el pensamiento.- ¡NO! Porque precisamente – y aquí vuelvo a la tesis de principio – si la filosofía estudia las leyes generales que se sintetizan de los hechos, entonces ese determinismo está tomado de esos hechos. Podemos citar el modelo de asignación de recursos, tema de investigación de operaciones donde es predominante la determinación de factores condicionantes en el desarrollo del modelo pero que sabemos que es imposible considerar todos los factores, sino los principales; aquí hay una cierta desviación, un cierto determinismo, el objetivo es controlarlo. El desarrollo pluricelular de bacterias que obedecen a factores externos como el medio ambiente, el líquido extracelular. Su regularidad su determinismo está asociado a la regularidad del comportamiento de bacterias en colonias.

Aquí hay elementos de necesidad y causalidad características sustanciales del determinismo nuevo y superior, que nos lleva a una concepción mas avanzada que se adhiere a la realidad concreta.

Quienes soslayan que el determinismo ha evolucionado y ha dado un salto cualitativo desbarran en el fondo en el viejo idealismo, a negar la materia, a la imposibilidad del conocimiento es por ello que la INTERPRETACIÓN DE COPENHAGUE (6), escuela que no asume el determinismo nuevo y superior así como otras interpretaciones alternativas como la estadística tiene el mismo problema para interpretar correctamente la naturaleza; veamos:

Si partimos que el problema central está en la caracterización de la materia a nivel de micro objetos. Usualmente se suele hablar respecto a esto como un ente irreductible único, que sus propiedades ondulatorias y corpusculares son manifestaciones de aspectos diferentes de su naturaleza intrínseca (7). Creemos que debemos entender que la naturaleza intrínseca no es sino una fase nueva y superior del movimiento de la materia, por tanto cualitativamente distinto, se habla pues de comportamiento o propiedad pero ya no de una partícula a veces o una onda a veces, porque eso no hace sino confundir como la fábula de Esopo: “Los siete Ciegos y el Elefante” : un ciego que toca las patas dirá afirma que es un árbol, el otro ciego que toca la trompa afirma que es una manguera, el tercer ciego que toca por otro lugar que no es ni manguera ni árbol y así sucesivamente”.

Hay una pregunta que solemos hacernos cuando queremos interpretar los fenómenos del mundo cuántico, es la siguiente:
¿Si es un principio categórico quiere decir que nunca conoceremos el futuro del electrón? Hay que tener presente que pensar que la partícula cuántica se comporta como una partícula clásica es negar la inagotabilidad de la materia; en todo caso si el universo fuera clásico y la materia inagotable con el principio que se tiene nunca se conocería el futuro del electrón.

En la interpretación de copenhague parten de un punto de vista observacional; que es la posición más firme: “LO QUE NO ES OBSERVADO NO EXISTE” AFIRMAN, el fondo de esta afirmación es negar que la realidad existe independientemente de nuestra conciencia y voluntad ¿se puede mejorar el punto de vista observacional mediante experimentos mas finos, mas puros, evitando la dispersión estadística en todas las variables físicas? Pensar esto es no haber entendido lo categórico que es el principio de incertidumbre; por mas puro que se haga una experiencia el principio de incertidumbre prevé que estos fenómenos tienen un comportamiento cuántico y que en su parte cuantitativa no se puede suprimir las fluctuaciones estadísticas; no es como afirma Wichmann que “habría que argüir que la indeterminación es solamente el resultado del hecho que los dispositivos experimentales no son los mejores posibles” (7). Cuando mas atrás se desdice dando una apreciación sobre el principio de incertidumbre. “Cuanto mas aceptamos la mecánica cuántica como teoría, introducimos en ella una indeterminación en la manera como describimos a la naturaleza…” llega a esta contradicción porque el determinismo que habíamos definido anteriormente.

¿Qué resultados podríamos obtener al aplicar la categoría del determinismo al principio de incertidumbre?.- Landau ha dado una precisión respecto al electrón “objeto cuántico de una partícula o sistema de partículas a las que no se puede aplicar la mecánica clásica” (mecánica cuántica tomo II). Nos vemos de esta precisión para decir que como partícula “solitaria” su movimiento es cuántico por tanto su “futuro” estará definido por su interacción con otras partículas, el principio de incertidumbre prevé esto. Como ensemble marcará la dispersión y el principio de incertidumbre también lo prevé serán simplemente desviaciones normales. Nos preguntamos ahora ¿nos interesa el futuro de un electrón solitario? Lo podríamos estudiar si se sometiese a la mecánica clásica pero es imposible debido a la multiplicidad de nexos, aparte de que es innecesario desde el punto de vista práctico, necesitamos conocer si el comportamiento del ensemble para controlar las variables macroscópicas como presión, temperatura, volumen etc.

Todo hace pensar que la interpretación estadística es la mas apropiada para la descripción de los fenómenos cuánticos, pero esta tiene dos limitaciones graves, primero, en la interpretación estadística no se admite la inferencia de un microsistema a un ensemble, ya que si lo admitiera no tendría problemas en describir; cuando la interpretación de Copenhague le plantea utilizar el análisis para un microsistema, segundo, que la interpretación estadística se queda en el aspecto cuantitativo del análisis, por tanto a la relación de indeterminación no podría darle la categoría de principio, pues este último es un aspecto cualitativo.

Por último hay un aspecto que tiene que ver con el formalismo de la mecánica cuántica como es la ecuación de Schrodinger (que no se desliga de la relación de incertidumbre de Heisemberg ya que esta es una consecuencia directa del carácter de la solución de la ecuación de Schrodinger y esto es relativamente equivalente, Cramer) La ecuación determina la dependencia temporal de la función de onda pero no impone restricción al “aspecto” de la onda, en un cierto instante sin embargo, si restringe los aspectos de la onda en dos instantes diferentes determina unívocamente la función de onda en cualquier otro instante y fija así el estado de movimiento de la partícula. En este sentido podemos decir que la ecuación es determinista, y esto es claro porque sencillamente necesitamos predecir su comportamiento, el encerrarse en el acto de observación es caer en el empirismo de no poder crear conceptos, desembocando en negar el fundamento de la ciencia que es controlar y predecir fenómenos.

Vemos pues, que el comportamiento estadístico “estadístico” de los micro objetos no contradice en principio el determinismo clásico, el proceso sigue siendo el mismo (causa y efecto), con la particularidad que hay que refinar el concepto de causa que ya hemos dado.

Hemos querido. En este trabajo interpretar desde otro punto de vista, de otra concepción del mundo, sabemos que hay un predominio de autoridad , una “voz oficial” sobre estos problemas (la escuela de Copenhague); esto no nos inhibe de buscar el camino correcto, de ir a los principios, no entrando en las intrincadas formulaciones de la interpretación de Copenhague, ya que podríamos resbalar en idealismo.



CONCLUSIONES


Toda interpretación requiere de una concepción del mundo. No habrá correcta interpretación si no hay concepción del mundo correcta.
El problema principal en la interpretación de la mecánica cuántica es el problema de no haber tomado el determinismo mas evolucionado.
El determinismo ha evolucionado en otras esferas, ha dado un salto cualitativo, se ha hecho mas riquísimo, por tanto su ligazón y aplicación a las leyes del mundo cuántico es imprescindible.
Todas las otras interpretaciones, como la de Copenhague, estadística transactional …. Etc. No son sino alternativas que están influenciados por el moderno positivismo, por tanto no pueden constituir una base interpretativa que esté en consonancia con la realidad objetiva.

NOTAS

Engels dice: “…. Y menos lo es la necesidad de establecer la debida conexión entre los diversos campos del conocimiento, pero al tratar de hacer esto, las ciencias naturales se desplazan al campo teórico donde fracasan los métodos empíricos y donde solo el pensamiento teórico puede conducir a algo”.
Procedings of the royal society, Dic. 1926, hay una version del enunciado publicado en 1927 en la revista Zeitschrift Fur Phisics donde se parte del formalismo cuántico.
En la Revista Mexicana de Física 25 (1976) E31-e38 se habla de centro de los problemas de la mecánica cuántica.
Einsten en la Revista Sciencie. Física Teórica, 1940, nos dice: “…. Es probable que esté descartado que algún conocimiento futuro pueda obligar a la física ha abandonar su fundamento actual teórico de carácter estadístico a favor de otro determinista…”
Diccionarios Filósófico , Edit. Mir Moscú, varios Autores
Tomamos la interpretación de Copenhague porque es, por así decirlo, la opinión oficial sobre los problemas de la mecánica cuántica. Hay otras interpretaciones como la estadística (Peña y Cetto 1973), la transactional que es una revisión de las otras interpretaciones.
Wichmann Eyvind H. Física Cuántica; Berkeley