En la década de 1920, justo después de que Einstein ofreciera una nueva explicación acerca de lo que significa el espacio y el tiempo y una interpretación del fenómeno de la gravedad coherente con aquella (teoría especial y general de la relatividad) un grupo de científicos jovencísimos (Pauli, Heisenberg, Dirac, Jordan) liderados por Bhor (unos años mayores) y apoyados decisivamente por Born establecían el marco teórico para explicar los fenómenos del mundo atómico.
En este esfuerzo el propio Einstein iba a contribuir también decisivamente, muy a su pesar: el descubridor junto con Planck de los cuantos de luz (campo electromagnético), no se sentía cómodo con la física cuántica, reconocía su gran poder de explicación de la realidad pero las consecuencias filosóficas del marco conceptual cuántico no encajaban con su visión de lo que es una teoría física, de los constituyentes de la realidad y por ello trabajó intensamente al mismo tiempo que los fundadores cuánticos (en particular Bohr) trataban por evangelizar a la comunidad científica, para establecer "experimentos mentales que establecieran que la teoría de los cuantos debía ser mejorada... esfuerzo que contribuyó a estimular el trabajo de Bohr y sus discípulos para reforzar los fundamentos de la teoría y robustecerla...
¿Qué es lo que no le cuadraba a Einstein? Hasta el último cuarto del siglo XIX los físicos o filósofos naturales como se les conocía pensaban basándose en la teoría newtoniana de la dinámica de los cuerpos o en las alternativas pero equivalentes formulaciones de Lagrange y Hamilton que todo fenómeno tenía una causa cuyos efrectos se manifestaban de forma predecible: si conocíamos las condiciones iniciales (posición y velocidad) de un cuerpo en un momento dado y se sabían las fuerzas a las que dicho cuerpo estaba sometido, podía predecirse el futuro movimiento de dicho cuerpo. se podía conocer el movimiento de los planetas... pero se pensaba que incluso este determinismo se extendía a todos los aspectos de la existencia humana... La teoría electromagnética de Maxwell (en torno a mitad del siglo XIX) refrendaba esta creencia. Las ecuaciones eran deterministas.
El primer jarro de agua fría a esta visión fue la teoría cinética de los gases y la física térmica y estadística (que encuentra el más importante representante en Boltzmann): los fundamentos físicos puede que sean deterministas pero la naturaleza es compleja y quizá, aunque en principio posible, no esté a nuestro alcance conocer exactamente las condiciones iniciales de un sistema... ni resolver tooooodas las ecuaciones involucradas. POr ejemplo en un volumen de gas puede haber en torno a 10 exp23 moléculas. Conocer la posición y velocidad de las mismas en un momento dado (situación agravada por la necesidad de conocer las 3 componentes de la posición: x, y, z y las 3 componentes de la velocidad) se antoja una tarea más allá de la tecnología actual y futura... y quizá ni siquiera tenga sentido... la teoría estadística ofrece herramientas para extraer las características relevantes para nuestra experiencia de dicho volumen de gas (presión temperatura...) sin necesidad de sumergirse en la tarea hercúlea de calcular trillones y trillones de ecuaciones...para lo que no tenemos tiempo ni en un millón de vidas...
En todo caso el paradigma no había cambiado... era cuestión casi de pereza por lo que se adoptaba la visión estadística, los promedios antes que resolver exactamente las ecuaciones de la dinámica newtoniana...
La física cuántica ofrece una visión radicalmente diferente: las ecuaciones de la física cuántica para una partícula no describen la posición y velocidad de la misma para todo tiempo sino que marca la evolución de lo que se dio en llamar su función de onda (en la visión de Schrodinger). Esta función de onda permite calcular... probabilidades de que cuando se produzcan mediaciones experimentales se obtengan ciertos resultados. No hay posibilidad de obtener otro tipo de caracterización de la partícula: sólo probabilidades. Probabilidad de encontrar la partícula en determinado sitio, con cierta energía, con cierto momento... cuando se realice la medición correspondiente... mientras tanto no se conoce nada más... de hecho no se sabe ni siquiera en qué estado se encuentra... sólo cuando se mide la partícula cuántica "adquiere" un cierto valor del momento por ejemplo... aunque la descripción física de dicha partícula hasta ese momento no nos decía nada que prohibiese que ésta tuviera otro valor...
Para colmo determinadas mediciones resultan ser incompatibles con la obtención de resultados de precisión arbitraria: una medición puede perturbar el sistema de modo que una medición posterior sólo pueda realizarse sobre un sistema modificado... destruyéndose así parte de la información inicial crucial para obtener una precisión arbitrariamente grande en dicha medición...
Lo que resulta alucinante, además de que un grupo de científicos tuvieran el valor como para proponer un marco conceptual tan rompedor, es que lograsen encontrar el marco matemático adecuado para describir en este lenguaje estos conceptos...
Esta es la historia que Lindley cuenta de forma extraordinariamente clara y amena: los esfuerzos intelectuales de unos hombres para explorar nuevos ámbitos de la realidad con una mente sin prejuicios que llevó finalmente a una teoría de excepcional poder explicativo y predictivo...
David Lindley
Einstein, Heisenberg, Bohr y la lucha por la esencia de la ciencia. Incertidumbre es la crónica del nacimiento y la evolución de uno de los descubrimientos más significativos en la historia de la ciencia moderna, y retrata la pugna desatada entre ideas y personalidades contrapuestas.
