El profesor Ramón Lapiedra es, desde 1982, Catedrático de Física Teórica de la Universidad de Valencia, de la que también ha sido Rector. Con la publicación de un reciente libro titulado
Las carencias de la realidad, aborda algunos de los problemas de conocimiento más importantes que han sido planteados por la ciencia; se trata, como el título ya indica, de la conciencia, del universo y de la materia (la mecánica cuántica).
En último término aparecen de nuevo aquí los grandes problemas propuestos al conocimiento humano: cómo entender el mundo físico (materia-universo), cómo entender la vida o la conciencia y cómo entender al hombre. Desde un enfoque científico se busca un conocimiento integrado y armónico. La materia-universo explica la producción de la vida, pero la vida-conciencia explica la emergencia del hombre. Se trata, pues, de conocer la unidad psicobiofísica que, en último término, constituye nuestra experiencia humana. El libro no aborda preguntas filosóficas, pero trata del conocimiento psicobiofísico en aquella frontera más profunda en que las respuestas científicas afectan siempre directamente a las respuestas filosóficas.
Existe una forma técnica de tratar el conocimiento científico, especialmente en física, que se caracteriza por la descripción matemática de los fenómenos; es lo que vemos en tratados y artículos ordinarios de investigación, que sólo son asequibles a quienes profesionalmente se mueven en ese campo especial. Pero detrás de ese mundo “esotérico”, aislado por la dificultad matemática, la ciencia habla del mundo real y produce conocimientos que conducen a una imagen de la realidad física, biológica y humana, que puede expresarse conceptualmente.
La ciencia no es sólo una relación de operaciones de medida y de números, como pretendió el hoy, creemos ya superado, operacionalismo de Brigdman, sino una construcción de conocimiento sobre el mundo. Y este conocimiento, en alguna manera cualitativo, supone representaciones y conceptos que nos dan desde la ciencia la imagen del mundo real. Lapiedra pretende, pues, pensar sobre la quintaesencia de esa imagen del mundo de forma representativa y conceptual, de tal manera que sea una ayuda tanto para científicos como para filósofos (o cuantos accedan a la lectura desde una preparación suficiente).
La calidad del esfuerzo conceptual del profesor Lapiedra debe ponderarse desde tres perspectivas.
1) Tiene una línea argumental sencilla expuesta con una extraordinaria claridad y precisión conceptual que ayudarán a muchos lectores; no es fácil encontrar libros similares con este nivel de acierto al hablar de cosas que son por su propia naturaleza muy complejas. 2) Cuando el curso de la explicación desemboca en aquellas cuestiones más discutidas que hacen más enigmática y desconcertante la mecánica cuántica, aun manteniéndose en una línea de interpretación ortodoxa, sus propuestas explicativas abundan en sentido común, sensatez y hacen el mundo cuántico intuitivamente congruente con nuestra experiencia. 3) Además, y esto es en nuestra opinión muy importante, se trata de un esfuerzo conceptual que con toda honestidad y sencillez lleva la explicación y sus consecuencias científicas hasta donde su propia lógica exige, tocando con ello en toda su profundidad las grandes cuestiones de la filosofía.
La línea argumental: explicación desde el mundo cuántico Lapiedra apunta a ciertos objetivos precisos de conocimiento. A) Básicamente plantea el enigma del origen del mundo; cuestión ciertamente fundamental porque todo lo que vemos, incluida nuestra vida psíquica debe depender de la naturaleza germinal del universo en el que todo ha sido producido. En el marco de este objetivo formula también Lapiedra otros dos problemas: B) primero la cuestión del determinismo (si todo el acontecer natural y humano está producido con necesidad por ciertas causas precedentes) y, C) segundo, la cuestión del realismo (si existe una realidad que, al margen de nuestra experiencia, responde a unos contenidos precisos e independientes).
La respuesta a estas cuestiones (naturaleza y origen del universo, el papel del determinismo y el realismo que se esconde detrás del mundo fenoménico de experiencia) se ha construido durante siglos desde un modo de organizar el conocimiento del mundo físico que llamamos la mecánica clásica. Sin embargo, Lapiedra expone la evidencia científica actual de que todas estas cuestiones deben responderse a partir de la imagen del mundo construida por la mecánica cuántica.
Esta, en efecto, representa hoy nuestro conocimiento científico del sustrato más fundamental y primigenio que constituye el universo. Esta materia es la que se produjo cuando nació el universo y la que sigue dándose en el fondo profundo de los objetos macroscópicos. Por tanto, el macrocosmos, el universo, y todos los objetos macroscópico-clásicos que contiene, accesibles a la experiencia, incluida la conciencia y su libertad, han sido producidos desde el microcosmos, o mundo germinal de la materia.
Así, tanto el universo como los objetos macroscópico-clásicos en su interior son una consecuencia de la organización compleja, dada en el tiempo, de la materia, según su naturaleza y propiedades ontológicas. Por tanto, si la mecánica cuántica representa nuestro conocimiento actual de la materia microfísica es en ella donde la ciencia deberá hallar el fundamento para responder (en cuanto podamos) al enigma del universo, al alcance y modo de entender y valorar el determinismo natural y, por último, al grado de “realismo” que podamos atribuir al fondo que sustenta nuestro mundo perceptivo de experiencia.
El profesor Lapiedra, en consecuencia, debe construir la línea argumental que le lleve a responder las grandes cuestiones planteadas desde la mecánica cuántica. La ciencia moderna no nos permite otro punto de partida. Y para ello comienza exponiendo conceptualmente los principios básicos de la imagen de la realidad física en la mecánica cuántica; todo depende, según lo dicho, de esta imagen (capítulos 1 y 2). En el paso siguiente aborda Lapiedra, en consecuencia, qué respuesta puede darse a la cuestión del determinismo y del realismo (capítulo 3). El problema del determinismo debe estudiarse de forma especial cuando nos referimos a la vida biológica en general y a la vida humana. Estamos ya ante el hecho de la conciencia (nuestra experiencia de libertad) y su posible explicación, que Lapiedra entiende también como una derivación macroscópica de esas mismas propiedades de la mecánica cuántica (capítulo 4). Por último, cuando entramos en el conocimiento del origen del universo nos hallamos también en una situación en que sólo los principios de la mecánica cuántica permiten hacer hipótesis y supuestos congruentes (capítulo 5).
La imagen cuántica del mundo Lapiedra ofrece una visión congruente del mundo cuántico que presenta sus propias opciones interpretativas que como él mismo dice, aun siendo ortodoxas, quizá no sean admitidas por todos. Como antes decíamos, su explicación no sólo es defendible, sino que, a nuestro entender, está respaldada por su congruencia con el mundo de experiencia inmediata. Con toda brevedad sinteticemos ahora algunas de las ideas que Lapiedra expone, sin duda, con mayor amplitud y precisión. A él nos referimos para suplir nuestras imprecisiones expositivas. Los errores son, evidentemente, nuestros.
1) La función de onda. La realidad cuántica responde a un modo de ser que se expresa en el principio de la dualidad corpúsculo-onda. Un sistema cuántico (una partícula, un estado) queda descrito por la ecuación o función de onda (propuesta por Schroedinger, 1925) cuyo valor Psi depende de la posición en el espacio y en el tiempo, y de otras variables o magnitudes. La función de onda, por tanto, es una expresión matemática que describe en general el sistema cuántico (como la ecuación de la recta describe en general todos los puntos que pertenecen a una recta). Si nos fijamos en un valor posible “m” de una magnitud M de la función de onda, entonces la forma que toma la función (Psi) para ese valor “m” se conoce como función propia para el valor “m” (o Psim ).
2) Superposición de estados. Esto nos hace ver que el estado microfísico de un sistema cuántico descrito por su función de onda puede coincidir con una multitud de estados propios de esa función (cuando se concretiza en un valor u otro de sus magnitudes). El principio de dualidad corpúsculo-onda nos dice que el sistema cuántico puede comportarse como una onda o como una partícula. En general se dice que los sistemas cuánticos presentan “superposición de estados” y por consiguiente la función de onda está compuesta por una variedad de estados posibles, ninguno de los cuales se ha realizado, y que es igual a la suma (superposición) de los estados propios. Así, la partícula (vg. un electrón) está en todas sus posibles ubicaciones dadas por la función de onda y no está en ninguna; tiene sus posibles localizaciones superpuestas. La mecánica cuántica entiende, como sabemos, que el valor de |Psi|2 representa la probabilidad de encontrar la partícula en unos determinados valores espacio-temporales dentro de la función de onda.
3) Colapso de la función de onda y medida. La expresión mecano-cuántica “colapso de la función de onda” se usa para decir que un estado cuántico de superposición (de indeterminación en cuanto a un cúmulo de posilidades) queda concretado a una de ellas: el tránsito desde la superposición a la concreción de un valor preciso es el “colapso”. Así, la onda, que está superpuesta en relación a un abanico de localizaciones posibles como partícula, se colapsa en una de ellas cuando lo hace en un punto. Este colapso es el que se produce cuando sobre el sistema cuántico se realiza una medida por una estrategia invasiva dirigida desde el mundo macroscópico (el observador). Muchos teóricos entienden que sólo en el proceso de la medida se produce el colapso. Pero el profesor Lapiedra defiende una interpretación natural más amplia del colapso. Al margen de observadores y medidas, el fondo cuántico del mundo natural está por sí mismo en continuas trasiciones reales entre los sistemas cuánticos y continuamente se producen colapsos que pueden trasmitir sus efectos hacia el mundo macroscópico.
4) Relaciones de incertidumbre. Las magnitudes y variables del mundo cuántico están afectadas por las llamadas relaciones de incertidumbre que se derivan de la misma naturaleza de la medida y de los estados de superposición. Como se ve según el “principio de incertidumbre” de Heisenberg es imposible, por ejemplo, medir con precisión, al mismo tiempo, dos variables de un sistema cuántico: la posición y la velocidad (o el momento) de una partícula. La medida de una variable produce un efecto de incertidumbre en el valor de la otra. Diríamos, si nos movemos en una interpretación “natural” del colapso, que probablemente no sólo las medidas experimentales sino las relaciones de los sistemas cuánticos con los sistemas macroscópicos del entorno (e incluso probablemente del efecto de unos sistemas cuánticos sobre otros) producen constantemente en la naturaleza “efectos de incertidumbre” en estos sistemas.
5) Indeterminación y probabilidad. Todo esto nos hace entender que el mundo cuántico está indeterminado: no es posible predecir (en función de un conjunto de causas precedentes) qué valores de la medida producidos en el colapso van a hacerse realidad. Las interacciones de los sistemas cuánticos entre sí y de estos con los macroscópicos va creando continuamente multitud de incertidumbres en la evolución del universo. En este sentido la evolución del mundo no refleja una partitura preestablecida sino que es “creativa”, al elegir continuamente unos valores precisos de entre un conjunto de posibilidades superpuestas que nunca llegarán a ser realidad, tal como expone el profesor Lapiedra. Es, por tanto, entendible que la mecánica cuántica describa siempre la evolución de los sistemas cuánticos por medio de conceptos y de fórmulas probabilísticas.
6) Indiscernibilidad de partículas idénticas. La enigmática “ontología” cuántica que sintetizamos aquí no permite, pues, considerar que dos partículas idénticas sean indiscernibles en el espacio. Tampoco permite decir que una partícula se mantenga siendo “la misma” en el tiempo (por ejemplo, un electrón en su orbital atómico).
7) Teoría de los muchos mundos. La conocida teoría de los “muchos mundos” de Everett, como sabemos, atribuiría realidad o existencia paralela a cada uno de los itinerarios cuánticos posibles (abiertos por las infinitas posibilidades en superposición y a su compleja combinatoria). Lapiedra rechaza esta teoría y no la considera exigida por la mecánica cuántica ortodoxa, mostrando en ello su buen sentido. La evolución del mundo real habría ido dejando en el camino como consecuencia del colapso una infinitud de posibilidades que nunca llegaron ni llegarán a ser realidad.
8) Colapso en la mente del observador. Lapiedra rechaza también la teoría que se conoce como “idealista” (Wigner) de la mecánica cuántica. Según Lapiedra. si no existieran “observadores”, el mundo real seguiría siendo como es: el universo macroscópico seguiría donde está con el bullir interactivo de los colapsos y superposiciones en su ontología cuántica profunda. La teoría de los muchos mundos y la versión idealista son discutidas por Lapiedra en el marco de un amplio análisis del experimento imaginario del “gato de Schroedinger”, que consideramos en extremo acertada.
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