Física cuántica para filo-sofos

Consideremos un observable cualquiera A y supongamos que se ha realizado el experimento correspondiente para observarlo, el cual tuvo como resultado un número que designamos por a.

Los observables de un sistema físico serán designados en este texto por alguna letra A, B, etc.

El concepto de “observable” que aparece en la definición de sistema físico intervendrá en numerosas ocasiones en este libro. Como su nombre lo indica, un observable es una cualidad susceptible de ser observada. Pero en física es necesario ser un poco más preciso: un observable es una cualidad de la realidad para la cual existe un procedimiento experimental, la medición, cuyo resultado puede ser expresado por un número.

No podemos estar seguros de no haber omitido en nuestra selección del sistema físico alguna propiedad relevante de la realidad que aún no se ha manifestado a nuestro estudio o que nunca lo hará. Estas consideraciones son importantes para concebir la posibilidad de ciertas interpretaciones de la mecánica cuántica, donde dichas propiedades, relevantes pero no conocidas (o no conocibles), llevan el nombre de “variables ocultas”, sobre las que trataremos más adelante.

Por ejemplo, podemos incluir la forma y rugosidad de la superficie de la piedra si deseamos estudiar la fricción con el aire durante la caída, pero se supone que la historia de la piedra no afectará dicha acción.

El ejemplo presentado pone en evidencia que es un error identificar el sistema físico con la realidad; nuestros sentidos nos informan rápidamente de ello, porque percibimos que la piedra es algo más que su posición. La percepción sensorial nos protege. Sin embargo, los sistemas físicos que se estudian con la mecánica cuántica no tienen un contacto directo con nuestros sentidos y dicha protección es desactivada.

Sin embargo, cuando un físico estudia la caída libre de los cuerpos y toma dicha piedra como ejemplo, de toda esa compleja realidad selecciona solamente su posición y velocidad. Así, el físico ha definido un sistema físico simple. Las demás características han sido declaradas irrelevantes para el comportamiento físico del sistema, si bien algunas pueden ser incluidas en él según las necesidades.

Aunque con seguridad el lector tiene un concepto intuitivo de lo que es un sistema físico, conviene partir de una definición precisa, porque de su análisis surgirán algunos elementos importantes. Dejando para más adelante la cuestión de la existencia del mundo externo a nuestra conciencia y suponiendo que algo externo a nosotros, a lo que llamamos “la realidad”, existe, podemos definir el sistema físico como una abstracción de la realidad que se hace al seleccionar de la misma algunos observables relevantes. El sistema físico está compuesto, entonces, por un conjunto de observables que se eligen en forma algo arbitraria.

Esta divulgación pretende, entonces, conectar al hombre contemporáneo con algo que el futuro señalará como un evento característico de nuestra historia.

Quizá la motivación más importante para divulgar la teoría cuántica es el placer estético que brinda el conocimiento en sí, sin justificativos.

Sin embargo, el hombre que vivió en tales periodos históricos no era consciente de la pintura del Renacimiento ni de la música barroca, ya que probablemente estaba preocupado por la cosecha de ese año o por el peligro de conflicto entre el príncipe de su condado y el príncipe vecino, o por los bandidos que acechaban en el bosque.

Las futuras aplicaciones de la superconductividad, fenómeno cuyo estudio es imposible sin la mecánica cuántica, sobrepasarán toda imaginación.