Editorial & Estaciones



Descargar 1.37 Mb.
Página4/15
Fecha de conversión28.01.2018
Tamaño1.37 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

LA NUEVA FÍSICA

El desarrollo de la física moderna comienza con la extraordinaria proeza intelectual de un hombre: Albert Einstein. En 1905, Einstein publicó dos artículos que dieron pie a dos tendencias revolucionarias en el pensamiento científico. En el primer artículo exponía la teoría general de la relatividad, y el segundo, que trataba de una nueva manera de concebir la radiación electromagnética, contenía las prin­cipales características de la teoría cuántica o teoría de los fenómenos atómicos. La cuántica iba a ser elaborada veinte años más tarde por un equipo de físicos mientras que la teoría de la relatividad la for­muló prácticamente en su totalidad el propio Einstein. Los artículos científicos de Einstein son un hito intelectual que marca el comienzo del pensamiento moderno.

Einstein creía firmemente en la armonía intrínseca de la naturaleza y a lo largo de su vida profesional intentó elaborar una teoría uni­ficada de los principios básicos de la física. Con miras a ello, co­menzó por dar una estructura común a dos teorías de la física clásica: la electrodinámica y la mecánica. Esta estructura se conoce por el nombre de teoría especial de la relatividad. La teoría de Einstein uni­fica y completa el esquema de la física clásica y, al mismo tiempo, supone un cambio radical de los conceptos tradicionales de tiempo y espacio y por ello socava los cimientos de la visión newtoniana del mundo. Diez años después, Einstein propuso la teoría general de la relatividad, en la que el esquema de la anterior se extendía a las leyes de la gravitación. Para llegar a esta fórmula, Einstein se vio obligado una vez más a modificar drásticamente los conceptos de tiempo y espacio.

Otro desarrollo significativo de la física en el siglo XX fue con­secuencia de la investigación experimental realizada en el campo ató­mico. A finales del siglo pasado, los físicos descubrieron varios fe­nómenos relacionados con la estructura de los átomos —entre ellos, los rayos X y la radiactividad— que no podían explicarse en términos de física clásica. Además de estudiar estos fenómenos, los físicos su­pieron servirse de ellos con gran habilidad para adentrarse en varias cuestiones que, sin la ayuda de estos instrumentos, nunca habría sido posible explorar. Descubrieron, por ejemplo, que las partículas lla­madas «alfa», producidas por las substancias radiactivas, eran velo­císimos proyectiles de dimensiones subatómicas que podían ser uti­lizados para explorar el interior de un átomo: cuando se las proyec­taba sobre ese átomo, estas partículas se desviaban y, a partir de la manera en que lo hacían, se podían sacar conclusiones sobre la es­tructura atómica.

A través de la exploración del mundo atómico y subatómico, los científicos entraron en contacto con una realidad misteriosa e ines­perada que socavaba los cimientos de su visión del mundo y los obli­gaba a pensar de manera totalmente diferente. Jamás había ocurrido nada igual en la historia de la ciencia. Las revolucionarias teorías enunciadas por Darwin y Copérnico habían introducido profundos cambios en la concepción general del universo y estos cambios, para muchas personas, habían sido muy violentos; pero los nuevos con­ceptos en sí habían sido fácilmente comprensibles. Ahora bien: en el siglo XX, los físicos se enfrentaron por vez primera con un serio desafío a su capacidad de comprender el universo. Cada vez que, en un experimento atómico, le preguntaban algo a la naturaleza, ésta les respondía con una paradoja, y cuanto más trataban de esclarecer la situación, más grande se hacía la paradoja. En su afán por entender aquella nueva realidad, los científicos fueron llegando a la conclusión de que todos sus conceptos básicos, toda su terminología y toda su manera de pensar eran insuficientes para descubrir los fenómenos atómicos. No se trataba de un problema exclusivamente intelectual, sino de una experiencia existencial y emotiva de gran intensidad, como la describe Werner Heisenberg en estas líneas: «Recuerdo que, con Bohr, solíamos discutir durante horas, hasta altas horas de la noche, y casi siempre acabábamos descorazonados. Y cuando, al ter­minar la discusión, me iba a dar un paseo por un parque próximo me repetía a mí mismo una y otra vez: ¿Es posible que la naturaleza sea tan absurda como nos lo parece en estos experimentos atómi­cos?1

Los físicos tardaron mucho tiempo en admitir el hecho de que las paradojas que encontraban eran un aspecto esencial de la física ató­mica. Además, les resultó muy difícil advertir que estas paradojas surgen cuando se intentan describir los fenómenos atómicos según los conceptos clásicos. En cuanto comprendieron esta verdad, los físicos comenzaron a formular las preguntas correctas y a evitar las contradicciones y, en palabras de Heisenberg, «en cierto modo lo­graron penetrar en el espíritu de la física cuántica»2, encontrando finalmente una fórmula matemática precisa y sólida para su teoría. La teoría cuántica, conocida también por el nombre de mecánica cuántica, fue formulada entre 1900 y 1930 por un grupo internacio­nal de físicos entre los que se hallaban Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Louis de Broglie, Erwin Schriklinger, Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg y Paul Dirac. Atravesando las fronteras de sus respectivos países, estos hombres aunaron esfuerzos para crear uno de los períodos más apasionantes de la ciencia moderna, en el cual no sólo se asistió a un brillante intercambio de ideas sino también a una serie de conflictos dramáticos —así como de profundas amis­tades— entre los científicos.

Incluso después de haberse completado la formulación matemática de la teoría cuántica, su esquema conceptual no se aceptó con faci­lidad. Los principios cuánticos tuvieron un efecto devastador en la visión que los físicos tenían de la realidad. La nueva física exigía una profunda modificación de los conceptos fundamentales a través de los cuales se experimenta el mundo —espacio, tiempo, materia, ob­jeto, causa y efecto— y por ello la transformación suponía un choque violento. Una vez más, en palabras de Heisenberg: «La violenta reac­ción ante el reciente desarrollo de la física moderna sólo podrá en­tenderse cuando nos demos cuenta de que fue aquí donde los ci­mientos de la física comenzaron a vacilar; y este movimiento nos hizo sentir que todo el edificio de la ciencia iba a venirse abajo»3.

Einstein, al igual que Heisenberg, experimentó también un choque al enfrentarse con los nuevos conceptos y describió sus sentimientos en términos similares: «Todas mis tentativas por adaptar la base teó­rica de la física a este (nuevo tipo de) conocimiento han resultado vanas. Es como si la tierra se abriese debajo de uno, sin que haya por ninguna parte un cimiento firme sobre el cual se pueda construir algo»4

De los cambios revolucionarios que la física provocó en nuestros conceptos de la realidad hoy comienza a surgir una visión sólida del mundo. Esta visión no la comparte toda la comunidad científica, pero la están discutiendo y elaborando muchos físicos de talla cuyo interés en su campo va más allá de los aspectos técnicos de la inves­tigación. Estos científicos están muy interesados en las repercusiones filosóficas de la física moderna y están tratando de mejorar su comprensión de la naturaleza de la realidad, dejando de lado toda idea preconcebida.

La perspectiva cartesiana del mundo es mecanicista; en cambio, la visión del mundo que emerge de la física moderna se caracteriza por ser orgánica, holística y ecológica. Se la podría llamar una visión de sistemas, en el sentido de teoría general de sistemas5. El mundo ya no puede percibirse como una máquina formada por una gran can­tidad de objetos, sino que ha de concebirse como una unidad indi­visible y dinámica cuyos elementos están estrechamente vinculados y pueden comprenderse sólo como modelos de un proceso cósmico.

En las páginas siguientes examinaremos los conceptos básicos que fundamentan la visión del mundo de la física moderna. En mi libro anterior, El Tao de la Física, hice una descripción detallada de esta visión, demostrando su relación con la filosofía de las tradiciones místicas, especialmente con el misticismo oriental. Muchos físicos, educados como yo en un sistema que asocia la idea de misticismo a cosas vagas, misteriosas y nada científicas, se escandalizaron cuando se compararon sus ideas a las de los místicos6. Afortunadamente esta actitud está cambiando. Muchísimas personas han comenzado a in­teresarse en las filosofías orientales; la meditación ya no se considera algo ridículo o sospechoso, y el misticismo comienza a tomarse en serio incluso dentro de la comunidad científica. Cada día aumenta el número de científicos para quienes el pensamiento místico proporciona una estructura sólida y pertinente a las teorías de la ciencia contemporánea, una concepción del mundo en la que los descubri­mientos científicos están en armonía con las metas espirituales y las creencias religiosas de la humanidad.
La investigación experimental atómica de comienzos de siglo ob­tuvo resultados sensacionales y totalmente inesperados. Se descubrió que los átomos distaban mucho de ser las partículas duras y sólidas de la teoría consagrada; por el contrario, consistían en vastos espa­cios y un núcleo alrededor del cual se movían unas partículas extre­madamente pequeñas: los electrones. Unos años más tarde, la teoría cuántica demostró claramente que incluso las partículas subatómicas —los electrones, los protones y los neutrones situados en el núcleo—no tenían ninguna semejanza con los objetos sólidos descritos por la física clásica. Estas unidades de materia subatómica son entidades duales muy abstractas: según como se las vea, unas veces aparecen como partículas, y otras, como ondas. Esta naturaleza dual también está presente en la luz, que puede tomar la forma de ondas electro­magnéticas o de partículas. Einstein fue el primero en llamar «cuan­tos» —de ahí el origen del término «teoría cuántica»— a las partí­culas de luz, hoy conocidas por el nombre de fotones.

La naturaleza dual de la materia y de la luz es muy misteriosa. Parece imposible que algo pueda ser, al mismo tiempo, una partícula «entidad limitada a un volumen extremadamente reducido» y una onda que se difunde a través de una vasta región del espacio. Sin embargo, esto es exactamente lo que los físicos tuvieron que aceptar. La situación parecía irremediablemente paradójica hasta que se die­ron cuenta de que los términos «partícula» y «onda» se referían a dos conceptos clásicos que jamás podrían describir completamente los fenómenos atómicos. Un electrón no es una partícula ni una onda, si bien unas veces tiene aspectos similares a los de una partícula y otras, a los de una onda. Mientras actúa como partícula, puede de­sarrollar su naturaleza ondulante a expensas de su naturaleza cor­puscular y viceversa. Por consiguiente, la partícula se transforma continuamente en onda, y la onda, en partícula. Esto significa que ni los electrones, ni ningún otro «objeto» atómico tienen propie­dades que sean independientes de su entorno. Las propiedades que sí tienen —sean éstas ondulantes o corpusculares— dependerán de la situación experimental, esto es, del sistema con el que se vean obli­gadas a entablar una relación recíproca7.

El gran logro de Heisenberg fue expresar las limitaciones de los conceptos clásicos en una forma matemática exacta que se conoce por el nombre de «principio de incertidumbre». Se trata de una serie de relaciones matemáticas que determinan hasta qué punto se pueden aplicar los conceptos clásicos a los fenómenos atómicos. Cada vez que utilizamos conceptos clásicos —partícula, onda, posición, ve­locidad— para describir un fenómeno atómico, nos damos cuenta de que hay ciertos conceptos —o aspectos— emparejados y estrecha­mente vinculados que no se pueden definir simultáneamente con pre­cisión. Cuanto más acentuamos uno de ellos en nuestra descripción, más incierto se vuelve el otro concepto, y la relación exacta entre ambos se obtiene por medio del principio de incertidumbre.

A fin de facilitar la comprensión de la relación existente entre pares de conceptos clásicos, Niels Bohr introdujo la idea de complemen­tariedad. Bohr concibió las imágenes de la onda y la partícula como dos descripciones complementarias de la misma realidad; por tanto, sólo parcialmente correctas y con un campo de aplicaciones limitado. Ambas imágenes eran necesarias para dar una explicación completa de la realidad atómica y ambas habían de ser aplicadas dentro de los límites impuestos por el principio de incertidumbre. La noción de complementariedad se ha convertido en parte esencial del concepto de la naturaleza sostenido por los físicos, y Bohr sugirió repetidas veces que tal vez esta noción podría resultar útil fuera del campo de la física. De hecho, su afirmación parece ser correcta, y volveremos sobre esta idea en futuras discusiones acerca de los fenómenos bio­lógicos y psicológicos. En nuestro estudio sobre la terminología china del yin/yang hemos empleado mucho la noción de polaridad, pues los contrarios yin y yang están relacionados de manera complementaria o polarizada. Resulta evidente que el moderno concepto de complementariedad se refleja en la antigua filosofía china, hecho que causó una profunda impresión a Niels Bohr8.

Para resolver la paradoja de la onda/partícula, los físicos no tu­vieron más remedio que aceptar un aspecto de la realidad que ponía en duda la base misma de la visión mecanicista: el concepto de la realidad de la materia. A nivel subatómico, la materia no existe con certeza en un lugar definido, sino que muestra una «tendencia a exis­tir»; los acontecimientos atómicos no ocurren con certeza en un mo­mento definido y de manera definida, sino que muestran una «ten­dencia a ocurrir». En el formalismo de la mecánica cuántica estas tendencias se expresan como probabilidades y se relacionan con can­tidades que toman la forma de ondas. Dichas cantidades son pare­cidas a las fórmulas matemáticas utilizadas para describir, por ejem­plo, la vibración de una cuerda de guitarra o una onda de sonido. Por este motivo, una partícula puede conservar su naturaleza de par­tícula y, al mismo tiempo, ser una onda. No se trata aquí de ondas tridimensionales «reales», como las ondas de agua o de sonido, sino de «ondas de probabilidad» «cantidades matemáticas abstractas con todas las propiedades características de una onda» que están relacio­nadas con la probabilidad de encontrar las partículas en ciertos pun­tos del espacio y en ciertos momentos. Todas las leyes de la física atómica se expresan en términos de probabilidades. Nunca se puede predecir con seguridad un acontecimiento atómico: solamente se puede predecir la probabilidad de que ocurra.

El descubrimiento del aspecto dual de la materia y del papel fun­damental de la probabilidad destruyó la idea clásica del objeto sólido. A nivel subatómico, los objetos de materia sólida de la física clásica se dispersan en formas ondulatorias de probabilidades. Es más, estas ondas ni siquiera representan la probabilidad de una cosa, sino la probabilidad de que varias cosas establezcan una relación recíproca. Analizando detalladamente el proceso de observación de la física ató­mica se llega a la conclusión de que las partículas subatómicas no tienen ningún significado como entidades aisladas sino como corre­laciones o conexiones entre varios procesos de observación y me­dida. Sobre este tema Niels Bohr escribió: «las partículas de materia aisladas son abstracciones; la única manera en que podemos definir y observar sus propiedades es a través de la interacción que estable­cen con otros sistemas»9.

Las partículas subatómicas, por consiguiente, no son «cosas» sino correlaciones de «cosas» que, a su vez, son correlaciones de otras «cosas» y así sucesivamente. En la teoría cuántica nunca se llega a una «cosa»; siempre se trata con correlaciones entre «cosas».

Es así como la física moderna revela la unidad básica del universo, demostrando la imposibilidad de dividir el mundo en partes aisladas independientes. Como la materia, la naturaleza no está formada de componentes básicos aislados; se trata, por el contrario, de una com­pleja red de relaciones entre las diferentes partes de un conjunto unificado. Heisenberg lo describe con estas palabras: «El mundo parece un complicado tejido de acontecimientos en el que toda suerte de conexiones se alternan, se superponen o se combinan y de ese modo determinan la textura del conjunto»10.

Así pues, el universo es un conjunto unificado que, hasta cierto punto, puede dividirse en partes aisladas, en objetos formados de moléculas y átomos que, a su vez, están compuestos de partículas. Y es aquí, al llegar a las partículas, donde la noción de la división en partes se derrumba. Las partículas subatómicas «y, por consiguiente, todas las partes del universo» no pueden concebirse come entidades aisladas y han de definirse a través de sus correlaciones Según Henry Stapp, profesor de la Universidad California: «una partícula elemental no es una entidad imposible de analizar que exista independientemente; una partícula es, esencialmente, una serie de relaciones que se proyectan hacia otras situadas en su exterior»11.

El hecho de acentuar las relaciones de objetos y no los objetos por sí mismos tiene unas repercusiones trascendentales en todos los campos de la ciencia. Gregory Bateson llegó incluso a sostener que la correlaciones deberían servir de base para todas las definiciones que este concepto se debería enseñar a los niños en la escuela primaria12. En su opinión, no se podía definir un objeto por lo que era en sí, sino por la relación que guardaba con otros objetos.

En la teoría cuántica, el hecho de que los fenómenos atómicos sean determinados por sus correlaciones dentro del conjunto está estrechamente vinculado al papel fundamental desempeñado por probabilidad13. La física clásica utiliza la probabilidad cuando del conoce los detalles mecánicos de un acontecimiento. Por ejemplo cuando tiramos un par de dados, podríamos «en principio» predecir el resultado si supiéramos todos los detalles implicados en el proceso de la composición exacta de los dados, la superficie sobre la que ruedas etc. Estos detalles se llaman variables limitadas, pues están incluidos dentro de los mismos objetos. También en la física atómica y subatómica estas variables son muy importantes y se las representa me­diante correlaciones de sucesos aislados en el espacio y conectados por medio de ciertas señales —partículas y redes de partículas— que respetan las leyes normales de separación en el espacio. Por ejemplo, una señal no puede ser transmitida a una velocidad superior a la de la luz. Ahora bien: junto a estas conexiones limitadas existen otras que son ilimitadas e instantáneas y que, por ahora, no pueden pre­decirse de manera matemática. Estas conexiones ilimitadas son la esencia de la realidad cuántica. El universo entero influye en todos los acontecimientos que ocurren dentro de él y, si bien esta influencia no puede ser descrita detalladamente, se puede reconocer un cierto orden y expresarlo en términos de leyes estadísticas.

Así pues, tanto la física clásica como la cuántica utilizan el con­cepto de probabilidad por razones parecidas. En ambos casos hay una serie de variables «ocultas» que nos impiden realizar pronósticos exactos. Sin embargo, hay una diferencia crucial: mientras que las variables ocultas de la física clásica representan mecanismos limita­dos, las variables de la física cuántica no son limitadas, sino que se conectan instantáneamente con el conjunto del universo. En el mundo ordinario y macroscópico, las conexiones limitadas tienen relativamente poca importancia y por ello podemos hablar de objetos aislados y formular las leyes de la física en términos de certidumbres. Pero cuando se trata de dimensiones más pequeñas la influencia de las conexiones ilimitadas se vuelve más fuerte: en este caso, las leyes de la física sólo pueden formularse en términos de probabilidades, y se hace cada vez más difícil separar de la unidad cualquier parte del universo.

Einstein nunca llegó a aceptar la existencia de estas conexiones ili­mitadas ni la naturaleza fundamental de la probabilidad que resulta de ellas. Fue éste el tema de una famosa discusión que el científico tuvo en los años veinte con su colega Bohr, durante la cual Einstein expresó su oposición a la interpretación dada por la cuántica con la famosa metáfora «Dios no juega a los dados»14. Al final del debate, Einstein se vio obligado a admitir que la teoría de los cuantos, tal como la interpretaban Bohr y Heisenberg, era un sistema coherente de pensamiento; a pesar de ello, siguió estando convencido de que, en el futuro, se encontraría una interpretación determinista en tér­minos de las variables limitadas ocultas.

La postura de Einstein de no querer aceptar las consecuencias de una teoría forjada con la ayuda de una de sus primeras obras es une de los episodios más interesantes de la historia de la ciencia. Einstein creía firmemente en una realidad exterior formada de elementos in­dependientes aislados en el espacio, y en ello radica la esencia de su desacuerdo con Bohr. Por este motivo, la filosofía de Einstein era esencialmente cartesiana. Si bien es cierto que sus teorías iniciaron la revolución científica del siglo XX y que su teoría de la relatividad fue mucho más lejos que la de Newton, parece que Einstein, por alguna razón, no se resignaba a ir más allá de Descartes. La afinidad entre Einstein y Descartes resulta aún más curiosa si se piensa que Einstein, al final de su vida, realizó varios intentos de forjar una teoría de campos unificada, dando a la física una estructura geo­métrica de acuerdo con su teoría general de la relatividad. Si estas tentativas hubiesen tenido éxito, Einstein habría podido afirmar —y con razón— que toda su física no era más que geometría.



Giro hacia arriba Giro hacia abajo
En su afán por demostrar la incoherencia de la interpretación de Bohr de la teoría cuántica, Einstein concibió un experimento de pensamiento que hoy se conoce por el nombre de experimento Einstein Podolsky-Rosen (EPR)15. Tres décadas más tarde, John Bell formuló un teorema basado en el experimento EPR en el que demostraba qué la existencia de variables ocultas no concuerda con los pronóstico estadísticos de la mecánica cuántica16. El teorema de Bell invalidó la posición de Einstein al probar que el concepto cartesiano de una realidad que consiste en partes aisladas enlazadas por conexiones limi­tadas era incompatible con la teoría cuántica.

El experimento EPR es un magnífico ejemplo de una situación en la que un fenómeno cuántico se opone violentamente a la más pro­funda de nuestras intuiciones sobre la realidad. Por eso se puede uti­lizar perfectamente para demostrar la diferencia entre los conceptos clásicos y los de la física cuántica. Una versión simplificada de este experimento requiere dos electrones giratorios, o electrones «spin», cuyas propiedades hemos de comprender si queremos entender la esencia de la situación17. La imagen clásica de una pelota de tenis que gira no basta para describir con exactitud una partícula subatómica giratoria. En cierto sentido, el «spin» (giro) de una partícula es la rotación de ésta sobre su propio eje, pero, como ocurre con fre­cuencia en la física subatómica, el concepto clásico resulta limitado. Si se trata de un electrón, el «spin» de las partículas está limitado a dos valores: la cantidad de «spin» es siempre la misma, pero la par­tícula puede girar en una u otra dirección sobre un mismo eje de rotación. Los físicos llaman a estos valores de «spin» el «spin up» (giro hacia arriba) y el «spin down» (gira hacia abajo), dando por supuesto que el eje de rotación es, en este caso, vertical.

Pero la característica más importante de un electrón «spin», que resulta inconcebible según la física clásica, es el hecho de que su eje de rotación no puede definirse con certidumbre. Igual que los elec­trones muestran «tendencia a existir» en ciertos lugares, también re­velan «tendencia a girar» sobre ciertos ejes. Pero cada vez que se mide un eje de rotación, se comprueba que el electrón está girando sobre este eje en una o en otra dirección. En otras palabras, el eje de rotación de una partícula queda definido durante el proceso de medición, pero antes de que este proceso se efectúe, no se puede decir que la partícula gire sobre un eje definido: simplemente tiene una cierta potencialidad, o tendencia a hacerlo.

Una vez entendido el «spin» de los electrones podemos examinar el experimento EPR y el teorema de Bell. Para comenzar el expe­rimento se usa uno de los diferentes procesos que existen para poner dos electrones en un estado en el que la suma de sus «spin» sea cero, esto es, ponerlos a girar en direcciones opuestas. Ahora supongamos que a las dos partículas de este sistema, con un «spin» total de cero, se las obligue a separarse utilizando algún proceso que no afecte a sus respectivos «spin». Mientras se alejan en direcciones opuestas, la suma de sus «spin» seguirá siendo cero y, cuando estén separadas por cierta distancia, se medirán sus «spin» individuales. En este ex­perimento es muy importante el hecho de que la distancia entre las dos partículas en el momento de la medición es macroscópica. Puede ser arbitrariamente grande: una partícula puede estar en Los Ángeles y la otra en Nueva York, o una en la tierra y la otra en la luna.

Supongamos ahora que el «spin» de la partícula se mide según el eje vertical y que el resultado es «up», esto es, gira hacia arriba. Puesto que la suma de los «spin» de ambas partículas es cero, la medición anterior implica que el «spin» de la partícula 2 ha de ser «down», hacia abajo. Igualmente, si medimos el «spin» de la partí­cula 2 a lo largo de un eje horizontal y comprobamos que gira hacia la derecha, sabemos que en este caso el «spin» de la partícula 2 tiene que girar hacia la izquierda. La teoría cuántica afirma que en un sis­tema de dos partículas con un «spin» total de cero, los «spin» de las partículas sobre cualquiera de sus dos ejes siempre estarán relacio­nados —serán opuestos— pese a existir sólo en forma de tendencias, o potencialidades, antes de la medición. Esta correlación significa que la medida del «spin» de la partícula 1, sobre cualquier eje, pro­porciona indirectamente la medida del «spin» de la partícula 2 sin perturbarla de manera alguna.

El aspecto paradójico del experimento EPR resulta del hecho de que el espectador es libre de escoger el eje de medición. En cuanto lo ha seleccionado, la medición transforma en certidumbres las ten­dencias de la partícula a girar sobre varios ejes. El punto crucial es que el observador puede escoger el eje de medición en el último mi­nuto, cuando las partículas ya están muy alejadas. En el instante en que se mide la partícula 1, la partícula 2 —que puede estar a miles de kilómetros de distancia— adquirirá un «spin» definido, «up» o «clown» si se ha elegido un eje vertical, «izquierdo» o «derecho» si se ha elegido un eje horizontal. ¿Cómo sabe la partícula 2 qué eje hemos escogido? No hay tiempo suficiente para que pueda recibir esta información por ninguna señal convencional.

Este es el enigma del experimento EPR y es aquí donde Einstein discrepaba con Bohr. Según Einstein, puesto que ninguna señal puede viajar más rápido que la velocidad de la luz, es imposible que la medida tomada en una partícula determine instantáneamente el sentido del «spin» de otra partícula situada a miles de kilómetros de distancia. Según Bohr, el sistema de dos partículas es una unidad indivisible, aun cuando éstas estén separadas por una distancia enorme; es imposible analizar el sistema en términos de partes in­dependientes. En otras palabras, no se puede aplicar la visión car­tesiana de la realidad a un sistema de dos electrones que, aunque separados en el espacio, siguen estando enlazados por una serie de conexiones instantáneas e ilimitadas. Estas conexiones no son señales en el sentido einsteiniano, sino que trascienden a nuestras nociones convencionales sobre la transferencia de información. El teorema de Bell corrobora la interpretación que Bohr da sobre la unidad indi­visible de dos partículas y prueba rigurosamente que el enfoque car­tesiano aceptado por Einstein es incompatible con las leyes de la teo­ría cuántica. Stapp resumió la situación en estas palabras: «El teo­rema de Bell prueba, en efecto, la profunda verdad que dice que el mundo es fundamentalmente anárquico o fundamentalmente indi­visible»18.

La importancia de las conexiones ilimitadas y de la probabilidad en el campo de la física atómica supone una nueva noción de cau­salidad que probablemente tenga profundas repercusiones en todas las ramas de la ciencia. La ciencia clásica se forjó a través del método cartesiano que analiza el mundo reduciéndolo a sus partes consti­tutivas y disponiendo estas partes de acuerdo con ciertas leyes cau­sales. La imagen determinista del universo que de ello resulta está estrechamente vinculada a la imagen de la naturaleza que funciona como un reloj. En física atómica resulta imposible concebir esta ima­gen mecánica y determinista. La teoría cuántica nos ha enseñado que el mundo no puede analizarse a partir de una serie de elementos ais­lados que existen de manera independiente. La noción de partes se­paradas —sean éstas átomos o partículas subatómicas— es una idea­lización que tiene sólo un valor aproximativo; dichas partes no están conectadas por leyes causales en el sentido clásico.

En la teoría cuántica, los fenómenos individuales no siempre tie­nen una causa bien definida. Por ejemplo, el salto de un electrón de una órbita atómica a otra, o la desintegración de una partícula subatómica, puede ocurrir espontáneamente sin que se pueda determinar el origen de la causa. Nunca se puede saber de antemano cuándo ni cómo van a ocurrir estos fenómenos; sólo se puede predecir la pro­babilidad de que lo hagan. Ello no significa que los fenómenos ató­micos sucedan de manera totalmente arbitraria, sino que los originan causas limitadas. El comportamiento de una parte está determinado por las conexiones ilimitadas que ésta tiene con el conjunto y, puesto que es imposible saber con precisión cuáles son estas conexiones, hay que reemplazar la visión clásica y parcial de causa y efecto por un concepto más amplio de causalidad estadística. Las leyes de la física atómica son leyes estadísticas según las cuales las probabilidades de que ocurran ciertos fenómenos atómicos están determinadas por la dinámica de todo el sistema. Mientras que, en la mecánica clásica, las propiedades y el comportamiento de las partes determinan los del, todo, en la mecánica cuántica, la situación es exactamente la contra­ria: es el todo lo que determina el comportamiento de las partes.

Los conceptos de no limitación y de causalidad estadística impli­can claramente que la estructura de la materia no es mecánica. De ahí que el termino «mecánica cuántica» sea inadecuado para describir esta ciencia, como ha indicado David Bohm19. En un libro de texto sobre la teoría de los cuantos publicado en 1951, Bohn enunció varias hipótesis interesantes sobre el paralelismo existente entre los procesos cuánticos y los procesos del pensamiento20, añadiendo varios conceptos a la famosa declaración que James Jeans había hecho dos décadas antes: «Hoy existe un acuerdo bastante amplio en que corriente del conocimiento se está dirigiendo hacia una realidad no mecánica. El universo comienza a parecer un gran pensamiento en vez de una gran máquina»21

La evidente similitud que se observa entre la estructura de la materia y la estructura de la mente no tiene por qué resultar sorprendente, pues la conciencia humana tiene una gran importancia en el proceso de observación y, en el campo de la física atómica, determina en gran medida las propiedades de los fenómenos observados. Esta es otra de las ideas expuestas por la mecánica cuántica, que probablemente llegue a tener consecuencias trascendentales. En física atómica, los fenómenos observados sólo pueden concebirse como correlaciones entre varios procesos de observación y de medición, y al final de esta cadena de procesos siempre se halla la conciencia del observador humano. El aspecto crucial de la teoría cuántica es que el observador no sólo es necesario para observar las propiedades de los fenómenos atómicos, sino también para provocar la aparición de estas propiedades. Por ejemplo, mi decisión consciente sobre la ma­nera de observar un electrón determinará hasta cierto punto las pro­piedades de este electrón. Si le hago una pregunta considerándolo como partícula, me responderá como partícula; si, en cambio, le hago una pregunta considerándolo una onda, me responderá como onda. El electrón no tiene propiedades objetivas que no dependan de mi mente. En física atómica es imposible mantener la distinción cartesiana entre la mente y la materia, entre el observador y lo ob­servado. No se puede hablar de la naturaleza sin hablar, al mismo tiempo, sobre uno mismo.

Al trascender la división cartesiana, la física moderna no sólo ha invalidado el ideal clásico de una descripción objetiva de la natura­leza, sino que también ha desafiado el mito de una ciencia despro­vista de valores. Los modelos que los científicos observan en la na­turaleza están íntimamente vinculados a los procesos de sus mentes, a sus conceptos, pensamientos y valores. Así pues, los científicos que obtienen y las aplicaciones tecnológicas que investi­guen siempre estarán condicionados por su estado de ánimo. Si bien es cierto que las detalladas investigaciones que realizan no dependen explícitamente de su sistema de valores, el paradigma dentro del cual éstas se llevan a cabo jamás estará libre de valores. Por tanto, los científicos no sólo tienen una responsabilidad intelectual por sus in­vestigaciones, sino también una responsabilidad moral. Este punto se ha vuelto muy importante en muchas de las ciencias actuales, es­pecialmente en la física, donde los resultados de la mecánica cuántica y de la teoría de la relatividad han abierto dos caminos muy distintos. Los físicos tenemos que escoger —poniéndolo en términos extre­mos— entre Buda o la Bomba, y a cada uno de nosotros le toca decidir qué camino tomar.

El concepto del universo como una red de relaciones vinculadas entre sí es uno de los dos temas principales que se repiten a lo largo de la física moderna. El otro tema es la comprensión de que la red cósmica es intrínsecamente dinámica. En la teoría cuántica, el aspecto dinámico de la materia surge como consecuencia de la naturaleza on­dulante de las partículas subatómicas; este dinamismo es aún más importante en la teoría de la relatividad, donde demuestra que la existencia de la materia no puede separarse de su actividad. Las pro­piedades de los modelos básicos —las partículas subatómicas— sólo pueden entenderse dentro de un contexto dinámico, en términos de movimiento, interacción y transformación.

El hecho de que las partículas no sean entidades aisladas, sino mo­delos ondulatorios de probabilidades, significa que se comportan de manera muy peculiar. Cuando una partícula subatómica está confi­nada en una pequeña región del espacio, reacciona ante el confina­miento moviéndose continuamente. Cuanto más pequeño sea el es­pacio en el que se halla confinada, más rápidos serán los movimientos «de meneo» de la partícula. Este comportamiento es un efecto cuán­tico típico, una faceta del mundo subatómico para la cual no existe analogía en la física macroscópica: cuanto más limitada esté una par­tícula, más veloces serán sus movimientos22. La tendencia de las partículas a reaccionar con el movimiento ante una limitación que se les impone implica una «inquietud» fundamental de la materia que es una característica del mundo subatómico. En este mundo, la mayoría de las partículas de materia están confinadas, ligadas a estructuras atómicas, moleculares y nucleares y, por consiguiente, no están en reposo, sino que, por el contrario, denotan una tendencia intrínseca a moverse. Según la teoría cuántica, la materia siempre es inquieta, nunca está en reposo, hasta el punto de que los objetos pueden ser concebidos como un conjunto de componentes más pequeños —moléculas, átomos y partículas— que permanecen en un estado de movimiento continuo. Desde el punto de vista macroscópico, los objetos materiales que nos rodean pueden parecer pasivos o inertes; pero cuando observamos una piedra «muerta» o un metal «muerto» con la ayuda de instrumentos ampliadores, constatamos de que está lleno de actividad. Cuanto más detalladamente los examinemos, más llenos de vida nos parecerán. Todos los objetos materiales de nuestro entorno están hechos de átomos vinculados entre sí de varias maneras y que forman una gran variedad de estructuras moleculares que no son rígidas ni están desprovistas de movimiento, sino que vibran de acuerdo con su temperatura y en armonía con las vibraciones térmicas de su entorno. Los electrones situados dentro de es­tos átomos vibrantes están ligados a los núcleos atómicos por fuerzas eléctricas que tratan de mantenerlos unidos, y ellos responden a este confinamiento girando sobre sus ejes a gran velocidad. Finalmente, en el núcleo, los protones y los neutrones son sometidos a la enorme presión de poderosas fuerzas nucleares que los reducen a un volumen ínfimo y, como consecuencia de ello, giran a una velocidad inima­ginable.

Así pues, para la física moderna, la materia no es algo pasivo e inerte, sino algo que se mueve continuamente, danzando y vibrando, cuyos modelos rítmicos los determina la configuración de sus mo­léculas, de sus átomos y de su núcleo. Hemos llegado a la conclusión de que no existen estructuras estáticas en la naturaleza. Existe una estabilidad, y esta estabilidad es el resultado de un equilibrio diná­mico. Cuanto más nos adentramos en la materia, mayor necesidad tenemos de entender su naturaleza dinámica para poder comprender sus modelos.

Al sumergirse en el mundo de las dimensiones submicroscópicas los científicos llegaron a un punto decisivo con el estudio de los nú­cleos atómicos, en los que la velocidad de los protones y de los neu­trones suele ser tan alta que se aproxima a la velocidad de la luz. Este es un hecho crucial para la descripción de sus interacciones, ya que cualquier descripción de un fenómeno natural que ocurra a esta ve­locidad tendrá que tomar en cuenta la teoría de la relatividad. Para entender las propiedades y las interacciones de las partículas suba­tómicas se necesita una estructura que incluya no sólo la teoría cuán­tica sino también la teoría de la relatividad; y esta última es la que revela en toda su extensión la naturaleza dinámica de la materia.

La teoría de la relatividad de Einstein ha modificado drásticamente nuestro concepto del tiempo y del espacio. Nos ha obligado a aban­donar la idea de un espacio absoluto que sirve de escenario a los fenómenos físicos y la de un tiempo absoluto como una dimensión aislada del espacio. Según la teoría de Einstein, el espacio y el tiempo son conceptos relativos y desempeñan un papel subjetivo como ele­mentos del lenguaje que el observador utiliza para describir los fe­nómenos de la naturaleza. A fin de proporcionar una descripción exacta de los fenómenos que ocurren a una velocidad próxima a la velocidad de la luz, se ha de usar una estructura «relativista» que incorpore el tiempo a las tres coordenadas espaciales, convirtiéndolo, en una cuarta coordenada que ha de determinarse en relación con el observador. En una estructura tal, espacio y tiempo están vinculados, íntimamente y de forma inseparable y constituyen una magnitud continua cuadridimensional llamada «espacio-tiempo». En la física relativista nunca se puede hablar del espacio sin hablar del tiempo; y viceversa.

Los físicos modernos han convivido con la teoría de la relatividad durante varios años y se hallan completamente familiarizados con su formalismo matemático. A pesar de ello, nuestra intuición no se ha beneficiado con este hecho. Carecemos de una experiencia sensible directa del espacio-tiempo cuadridimensional y, cada vez que esta realidad relativista se manifiesta —esto es, en todas las situaciones que implican una gran velocidad—, nos resulta muy difícil tratar con ella a nivel de intuición y de lenguaje cotidiano. Un ejemplo extremo de esta situación se puede constatar en la electrodinámica cuántica, una de las teorías relativistas más logradas de la física de las partí­culas, que concibe las antipartículas como partículas que retroceden en el tiempo. Según esta teoría, es posible utilizar la misma expresión matemática para describir un positrón —la antipartícula de un electrón— que se desplaza del pasado al futuro y un electrón que se desplaza del futuro al pasado. Las interacciones de las partículas pueden proyectarse en cualquier dirección del espacio-tiempo cuadridimensional, avanzando o retrocediendo en el tiempo de la mis manera que giran, hacia la izquierda o hacia la derecha en el espacio. Para tener una imagen de estas interacciones necesitamos unos mapas cuadridimensionales que cubran los espacios de tiempo y a la de toda la región del espacio. Estos mapas, llamados diagramas de espacio-tiempo, no están sujetos a ninguna dirección definida de tiempo: luego no existe «antes» ni «después» en los procesos que ilustran y, por consiguiente, tampoco hay una relación lineal de causa y efecto. Todos los acontecimientos están conectados entre sí pero estas conexiones no son causales en el sentido clásico.

Matemáticamente no hay problemas con esta interpretación de las interacciones de las partículas, pero expresarla con un lenguaje cotidiano nos resulta extremadamente difícil, puesto que todas las palabras que tenemos a disposición se refieren a nociones convencio­nales del tiempo y, por tanto, resultan inadecuadas para describir los fenómenos relativistas. Por eso, la teoría de la relatividad nos ha en­señado la misma lección que la mecánica cuántica; nos ha demos­trado que nuestras ideas sobre la realidad se limitan a la experiencia cotidiana que tenemos del mundo físico y que hemos de abando­narlas si queremos ampliar esta experiencia.
Los conceptos de tiempo y espacio son tan básicos para nuestra descripción de los fenómenos naturales que el hecho de que la teoría de la relatividad los modificase radicalmente supuso una modifica­ción de toda la estructura que la física utilizaba para describir la na­turaleza. La consecuencia más importante de la nueva estructura re­lativista, fue el descubrimiento de que la masa no es más que una forma de energía. Hasta un objeto en reposo almacena energía en su masa, y la relación entre ambas se obtiene mediante la famosa ecua­ción einsteineana E = m c2, siendo c la velocidad de la luz.

Cuando se la ve como una forma de energía, ya no se requiere que la masa sea indestructible, sino que tenga la posibilidad de transfor­marse en otras formas de energía. Esto sucede continuamente en los procesos de colisión de la física de alta energía, donde se crean y se destruyen partículas de materia, mientras las masas se transforman en energía motriz y viceversa. La colisión de partículas subatómicas es el principal instrumento para estudiar estas propiedades, y la re­lación entre la masa y la energía es esencial para describirlas. La equi­valencia entre masa y energía ha sido verificada un sinfín de veces y los físicos se hallan totalmente familiarizados con ella —tan familia­rizados, de hecho, que miden las masas de las partículas en las uni­dades de energía correspondientes.

El descubrimiento de que la masa es una forma de energía influyó profundamente en la imagen que teníamos de la materia y nos ha obligado a modificar, en su esencia, nuestro concepto de partícula. En la física moderna, la masa ya no está relacionada con una subs­tancia material y, por consiguiente, las partículas no pueden con­cebirse como algo constituido por un material básico, sino como ha­ces de energía. Ahora bien, la energía está ligada a la actividad, a los procesos, y esto implica que la naturaleza de las partículas subatómicas es intrínsecamente dinámica. Para entender mejor este concepto hemos de recordar que estas partículas sólo pueden concebirse en términos relativistas, esto es, en términos de una estructura en la que espacio y tiempo se acoplan formando una serie continua cua­dridimensional. En esta estructura, las partículas ya no pueden con­cebirse como pequeñas bolas de billar ni como granitos de arena. Estas imágenes resultan inadecuadas, no sólo porque representan las partículas como objetos aislados, sino también porque son imágenes estáticas y tridimensionales. Las partículas subatómicas han de per­cibirse como entidades cuadridimensionales en el espacio-tiempo, y también sus formas han de verse dinámicamente, como formas en el espacio y en el tiempo. Las partículas son modelos dinámicos, esto es, modelos de actividad que tienen una faceta espacial y una faceta temporal. Ésta las hace parecer objetos con una cierta masa; su faceta espacial las muestra como procesos que exigen una cantidad de ener­gía equivalente. Por consiguiente, no hay distinción entre la existen­cia de la materia y su actividad; son dos aspectos distintos de la misma realidad espacio-tiempo.

La visión relativista de la materia ha afectado drásticamente nues­tra idea de las partículas y también la imagen que teníamos de las fuerzas que actúan entre estas partículas. En una descripción rela­tivista de las interacciones de las partículas, las fuerzas que operan entre ellas —su atracción o repulsión— se ven como un intercambio de otras partículas. Si bien es difícil imaginar este concepto, su comprensión es necesaria para entender los fenómenos subatómicos, ya que liga las fuerzas operantes entre los constituyentes de la materia a las propiedades de otros constituyentes de la materia, y de este modo unifica dos conceptos —energía y materia— que parecían ser, básicamente diferentes en la física newtoniana. Hoy se sabe que tanto la energía como la materia tienen un origen común en los modelos dinámicos que llamamos partículas. Los modelos energéticos del mundo subatómico forman las estructuras estables de los núcleos, átomos y moléculas que constituyen la materia, dándole un aspecto macroscópico y sólido que crea la ilusión de que están hechos de alguna substancia material. A nivel macroscópico esta noción de substancia puede resultar útil como aproximación al concepto, pero a nivel atómico ya no tiene sentido. Los átomos se componen de partículas y estas partículas no están hechas de materia. Cuando las observamos no podemos comprobar la existencia de substancia al­guna, sino de unos modelos dinámicos en continua transformación: la danza continua de la energía.


Así pues, las dos teorías básicas de la física moderna han trascen­dido los principales aspectos de la visión cartesiana del mundo y de la física newtoniana. La teoría cuántica ha demostrado que las par­tículas subatómicas no son corpúsculos aislados de materia, sino mo­delos de probabilidades, conexiones de una red cósmica indivisible que incluye al observador humano y su conciencia. La teoría de la relatividad ha dado vida —por decirlo así— a la red cósmica, al, re­velar su naturaleza intrínsecamente dinámica y al demostrar que, su actividad es la esencia misma de su existencia. La física moderna ha reemplazado la imagen mecánica del universo por la de una unidad individual y dinámica cuyas partes constitutivas están vinculadas en su esencia y que puede concebirse sólo como modelo de un proceso cósmico. A nivel subatómico, las correlaciones y las interacciones de las partes de la unidad son más importantes que las partes mismas. Hay movimiento, pero no hay, en el fondo, objetos que se muevan; hay actividad, pero no hay actores; no existen danzantes, sólo existe la danza.
Las investigaciones de la física actual tienen como objeto forjar una teoría general de las partículas subatómicas que sintetice la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad. Aún no hemos sido capaces de formular una teoría tan completa, pero tenemos varias teorías par­ciales, o modelos, que describen muy bien ciertos aspectos de los fenómenos subatómicos. En la actualidad, existen dos teorías «cuán­tico-relativistas» de la física de las partículas que han tenido éxito aplicadas a distintos campos. La primera es un grupo de teorías del campo cuántico que se aplican a las interacciones electromagnéticas y débiles. En la segunda, se trata de la llamada teoría de la matriz S, que se ha utilizado con éxito para describir interacciones intensas23. De estos dos enfoques, la teoría de la matriz S está más relacionada con el tema de este libro pues tiene una serie de importantes reper­cusiones para el conjunto de las ciencias24.

La base filosófica de la teoría de la matriz S se conoce por el nom­bre de enfoque bootstrap*. Propuesto a comienzos de la década los sesenta por Geoffrey Chew, fue utilizado por muchos físicos para formular una teoría general sobre las partículas de interacciones tensas de acuerdo con una nueva filosofía de la naturaleza. Según filosofía del enfoque bootstrap, es imposible reducir la naturaleza una serie de entidades fundamentales semejantes a bloques básicos de materia; por el contrario, la naturaleza debe concebirse enteramente a través de su autoconsistencia. Todos los conceptos físicos resultan de la exigencia de que sus componentes han de ser consis­tentes consigo mismos y entre sí. Esta idea constituye una nueva orientación del espíritu tradicional de las investigaciones básicas en el campo de la física, en las que siempre se trataban de encontrar los constituyentes últimos de la materia. Al mismo tiempo, representa el punto culminante del concepto del mundo material como una red de relaciones vinculada, que resulta de la teoría cuántica. La filosofía bootstrap rechaza la idea de bloques de materia fundamentales y poco acepta ningún tipo de entidades básicas —ninguna consta ley o ecuación fundamental. El universo es una red dinámica de fenómenos relacionados entre sí. Ninguna de las propiedades de parte de esta red es fundamental; todas ellas son resultado de propiedades de las demás y la consistencia general de sus correlaciones determina la estructura de toda la red.

El hecho de que el enfoque bootstrap no acepte ninguna en fundamental lo convierte, a mi parecer, en uno de los sistemas profundos del pensamiento occidental, elevándolo al nivel de la filosofía budista o taoísta25. Al mismo tiempo, se trata de un enfoque muy difícil, aplicado por una pequeña minoría de físicos. La filosofía bootstrap es aún demasiado extraña a los sistemas de pensamiento tradicionales para que se la pueda apreciar seriamente, y este se extiende también a la teoría de la matriz S. Es curioso que, aun los conceptos básicos de la teoría los utilizan los físicos cada vez que analizan los resultados de la colisión de partículas y los comparan con sus pronósticos teóricos, hasta el momento ninguno de los des­tacados científicos que contribuyeron a la formulación de esta teoría durante los últimos veinte años haya recibido el premio Nobel.

En el esquema de la teoría de la matriz S, el enfoque bootstrap intenta deducir todas las propiedades de las partículas y de sus in­teracciones únicamente de su autoconsistencia. Como leyes «fun­damentales» acepta solamente unos pocos principios muy generales, requeridos por los métodos de observación y que son parte esencial de la estructura científica. Se supone que todos los demás aspectos de las partículas emergen como una consecuencia necesaria de la au­toconsistencia. Cuando este enfoque pueda llevarse a cabo con éxito, las repercusiones serán muy profundas. El hecho de que todas las propiedades de una partícula estén determinadas por principios es­trechamente relacionados con los métodos de observación significaría que las estructuras básicas del mundo material están determi­nadas, en el fondo, por la manera en que observamos el mundo, y que los modelos de materia que observamos son un reflejo de los modelos de la mente.

Los fenómenos del mundo subatómico son tan complejos que no existe la seguridad de que, en un futuro, se pueda forjar una teoría completa y autoconsistente, aunque cabe imaginar una serie de mo­delos de menor alcance parcialmente logrados. Cada uno de ellos estaría destinado a cubrir sólo una parte de los fenómenos que se observan y contendría algunos aspectos inexplicados, o parámetros, y los parámetros de un modelo podrían ser explicados por los de otro. De este modo, gradualmente, se podrían ir deduciendo con certeza cada vez más fenómenos a través de un mosaico de modelos relacionados entre sí, cuyo número de parámetros disminuiría pau­latinamente. Por tanto, el adjetivo bootstrap no resulta adecuado para un solo modelo; únicamente puede ser aplicado a una combi­nación de modelos consecuentes entre sí, ninguno de los cuales es más fundamental que el otro. Chew lo explica de manera concisa: «Un físico que sea capaz de imaginar una cantidad de modelos par­cialmente logrados sin favorecer uno en particular se convierte au­tomáticamente en seguidor de la teoría bootstrap»26.

Los progresos en el campo de la teoría de la matriz S fueron cons­tantes pero lentos hasta hace muy poco tiempo, cuando gracias a varios importantes descubrimientos los físicos lograron un adelanto espectacular que aumentó la probabilidad de que el programa bootstrap sobre las interacciones intensas sea perfeccionado en un futuro próximo y pueda extenderse con éxito al campo de las interacciones magnéticas y débiles27. Los resultados obtenidos han despertado el entusiasmo de los teóricos de la matriz S y quizá obliguen al resto, de la comunidad física a realizar una nueva evaluación de su postura ante el enfoque bootstrap.

El concepto del orden como un nuevo e importante aspecto de la física de las partículas es el elemento clave de la reciente teoría bootstrap de las partículas subatómicas. El orden, en este contexto, significa las interconexiones ordenadas de los procesos subatómicos. Puesto que los hechos subatómicos pueden conectarse de varias maneras, cabe determinar varias categorías de orden. El lenguaje de la topología, que los matemáticos conocen muy bien, pero que nunca ha sido aplicado a la física de partículas, se utiliza para clasificar estas categorías de orden. Cuando el concepto del orden se incorpora a la estructura matemática de la matriz S, el resultado es que sólo unas pocas categorías especiales de relaciones ordenadas son consecuentes con esta estructura. Los modelos de interacciones de partículas que resultan de ello son iguales a los que se observan en la naturaleza.

La imagen de las partículas subatómicas que emerge de la teoría bootstrap se puede resumir con la provocadora frase: «Cada partícula está compuesta de todas las demás partículas». Ahora bien, no nos imaginemos que cada una de ellas contiene todas las demás en un sentido clásico y estático. Las partículas subatómicas no son entidades aisladas, sino modelos de energía relacionados entre sí dentro de un proceso dinámico continuo. Estos modelos no se «contienen» unos a otros sino que se «envuelven» de una manera a la que se puede dar un significado matemático preciso, pero que no se puede expre­sar fácilmente con palabras.

La aparición del orden como un concepto nuevo y central en el campo de las partículas ha llevado a un avance espectacular en la teoría de la matriz S y también es posible que tenga enormes repercusiones en todos los campos de la ciencia. La significación del orden en física subatómica sigue estando envuelta en el misterio y aún no se sabe hasta qué punto se la puede incorporar a la estructura de la matriz S, pero es curioso recordar que el orden cumple una función básica en el enfoque científico de la realidad, además de ser un as­pecto crucial de todos los métodos de información. La capacidad de reconocer el orden parece ser un aspecto esencial de la mente racio­nal; toda percepción de un modelo es, en cierto sentido, una per­cepción del orden. La aclaración del concepto de orden en un campo de investigación en el que cada vez más modelos de la materia y de la mente son reconocidos como reflejos el uno del otro, promete abrir fascinantes fronteras al conocimiento.

Nuevas extensiones del enfoque bootstrap en la física subatómica tendrán que ir, a la larga, más allá de la actual teoría de la matriz S, que se formuló específicamente para describir las interacciones in­tensas. A fin de ampliar el programa bootstrap, los físicos tendrán que encontrar una estructura más general, en la que los distintos con­ceptos que hoy se aceptan sin discusión tendrán que derivarse de la autoconsistencia general. Entre ellos cabe incluir el concepto de es­pacio-tiempo microscópico y, quizás, hasta el concepto que tenemos de la conciencia humana. Un aumento del uso del enfoque bootstrap abre una posibilidad sin precedentes que nos obliga a incluir explí­citamente el estudio de la conciencia humana en cualquier teoría fu­tura sobre la materia. El problema de la conciencia ya ha aparecido en la cuántica en relación con el problema de la observación y la medición, pero la fórmula pragmática utilizada por los científicos en sus investigaciones no hace referencia explícita a la conciencia. Varios físicos afirman que la conciencia podría ser un aspecto esencial del universo y que, si persistimos en excluirla, podríamos impedir una futura comprensión de los fenómenos naturales.

En la actualidad existen dos enfoques en la física que se aproximan mucho a un tratamiento explícito de la conciencia. El primero de ellos es la noción del orden en la teoría de la matriz S de Chew; el segundo es una teoría formulada por David Bohm que sigue un plan­teamiento más general y ambicioso28. Partiendo de la noción de la «unidad intacta», el objetivo de Bohm es la exploración del orden que él considera intrínseco de la red cósmica de relaciones, a un nivel más profundo, «no manifiesto». Para Bohm, se trata de un orden «implicado» o «envuelto» y lo describe con la analogía de un ho­lograma. En la visión de Bohm el mundo real está estructurado de acuerdo con los mismos principios generales, con la unidad comprendida en cada una de sus partes.

Bohm sabía perfectamente que su holograma era demasiado estático para utilizarse como modelo científico para describir el orden implícito a nivel subatómico; por ello, acuñó el término «holomovimiento» a fin de expresar la naturaleza esencialmente dinámica de la realidad en este nivel. En su opinión, el holomovimiento es un fenómeno dinámico del que emanan todas las formas del universo material. El objeto de su planteamiento es estudiar el orden envuelto en este holomovimiento a través de la estructura del movimiento no por medio de la estructura de los objetos y, por consiguiente tomando en cuenta tanto la unidad como la naturaleza dinámica del universo. A fin de entender el orden implícito, Bohm tuvo que considerar la conciencia como un aspecto esencial del holomovimiento y se vio obligado a incluirla de forma explícita en su teoría. En su opinión, la mente y la materia son interdependientes y correlativas pero no están vinculadas de manera causal: son proyecciones de una realidad más elevada que no es materia ni conciencia y cada una de ellas envuelve a la otra.

La teoría de Bhom es todavía una tentativa pero, aun en esta etapa preliminar, parece haber una afinidad entre su teoría del orden implícito y la teoría de la matriz S formulada por Chew. Ambos enfoques se basan en un concepto del mundo como red de relaciones dinámicas; ambos atribuyen un papel primordial a la noción de orden; ambos usan matrices para representar el cambio y la transformación, y la topología para clasificar las categorías del orden. Por último, ambas teorías reconocen la posibilidad de que la conciencia sea un aspecto esencial del universo que habría que incluir en una teoría futura sobre los fenómenos físicos. Esta teoría muy bien podría surgir de la fusión de las teorías de Chew y Bohm, que representan dos de los enfoques más imaginativos y filosóficamente más profundos que tenemos sobre la realidad física.

En la presentación de la física moderna que he realizado en este capítulo han influido mis creencias personales y mis lealtades. He subrayado ciertos conceptos y teorías que aún no han sido aceptados por la mayoría de los físicos pero que, a mi juicio, tienen una significación filosófica de gran importancia para todas las ciencias y para toda nuestra cultura. A pesar de ello creo que todos los físicos con­temporáneos aceptarán el tema central de esta presentación: el hecho de que la física moderna ha trascendido la visión mecanicista carte­siana del mundo y que ello nos está llevando a un concepto holístico intrínsicamente dinámico del universo.

La visión del mundo de la física moderna es una visión de sistemas y concuerda con los enfoques de sistemas que hoy se comienzan a perfilar en otros campos, aunque los fenómenos estudiados por estas disciplinas suelen ser de otra naturaleza y requerir conceptos dife­rentes. Al trascender la metáfora del mundo/máquina, nos hemos visto obligados a abandonar la idea de la física como base de toda la ciencia. Según el enfoque bootstrap, o visión de sistemas, es posible utilizar conceptos diferentes pero consecuentes entre sí para describir distintos aspectos y niveles de la realidad, sin que por ello sea ne­cesario reducir los fenómenos de un nivel a los de otro.

Antes de comenzar a describir la estructura conceptual de un en­foque multidisciplinario y holístico de la realidad, podría resultar útil ver como las demás ciencias han adoptado la visión cartesiana del mundo y como han conformado sus conceptos y teorías a los mo­delos de la física clásica. También cabria exponer las limitaciones del paradigma cartesiano en las ciencias naturales y sociales a fin de ayu­dar a los científicos y a los no científicos a modificar sus filosofías básicas y participar en la transformación cultural actual.




Compartir con tus amigos:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15


La base de datos está protegida por derechos de autor ©psicolog.org 2019
enviar mensaje

    Página principal
Universidad nacional
Curriculum vitae
derechos humanos
ciencias sociales
salud mental
buenos aires
datos personales
Datos personales
psicoan lisis
distrito federal
Psicoan lisis
plata facultad
Proyecto educativo
psicol gicos
Corte interamericana
violencia familiar
psicol gicas
letras departamento
caracter sticas
consejo directivo
vitae datos
recursos humanos
general universitario
Programa nacional
diagn stico
educativo institucional
Datos generales
Escuela superior
trabajo social
Diagn stico
poblaciones vulnerables
datos generales
Pontificia universidad
nacional contra
Corte suprema
Universidad autonoma
salvador facultad
culum vitae
Caracter sticas
Amparo directo
Instituto superior
curriculum vitae
Reglamento interno
polit cnica
ciencias humanas
guayaquil facultad
desarrollo humano
desarrollo integral
redes sociales
personales nombre
aires facultad