La posicion realista de Einstein. La paradoja EPR

PRUEBA EVALUACION CONTINUA ENERO-2021

ASPECTOS DE LA CIENCIA CONTEMPORANEA

 Alumno: Alfonso Varela Agrelo                                     4º Curso Grado Filosofía UNED A Coruña

Título:  

La posición realista de Einstein frente a la mecánica cuántica. La paradoja EPR.

1. INTRODUCCIÓN

Durante el año 1905 tiene lugar la eclosión de un joven físico empleado en la Oficina de Patentes de Berna, de nombre Albert Einstein, que publica cinco artículos en la revista científica prusiana Annalen der Physik que cambiarían para siempre la física. Una ciencia, la física clásica, cuyos principios hasta ese momento habían permanecido en esencia invariables desde que Isaac Newton, un genio equiparable al mismo Einstein, los hubiera establecido en el siglo XVII. Este annus mirabilis de Einstein, como se sería calificado por John Stachel, un profesor de Boston especialista en su obra, se inicia una revolución científica que trastocaría profundamente la física y la cosmología del siglo que se iniciaba^[1]. De enorme y singular trascendencia serían en particular lo tratado en dos de dichos artículos: la teoría de la Relatividad Especial y el efecto fotoeléctrico. Precisamente por este último trabajo, en el que se postula la naturaleza dual partícula-onda de la luz y por el que finalmente Einstein recibiría el Premio Nobel en 1915, es considerado uno de los precursores de una nueva rama de la física de extraordinario éxito que marcaría el desarrollo de la ciencia y la técnica del siglo XX : la mecánica cuántica.

Sin embargo, Einstein pronto se manifestaría muy crítico con ciertos aspectos del desarrollo de la mecánica cuántica cuyo liderazgo, desde los años veinte del pasado siglo, había sido asumido por el físico danés Niels Bohr. Einstein mantendría con él una serie de influyentes y fructíferos debates que durarían hasta el final de sus días, en los que Einstein siempre sostuvo que el determinismo y el realismo (en concreto el que se luego calificará como realismo local), reconocidos principios fundamentales de la ciencia, eran vulnerados por la mecánica cuántica. Dos famosas frases de Einstein ilustran perfectamente dichos principios. La primera contra el principio de incertidumbre^[2] cuántico : “Dios no juega a los dados”^[3] y la segunda contra el anti-realismo: “Me gusta pensar que la Luna sigue ahí incluso cuando no la estoy mirando”^[4]. Frente al realismo de Einstein, la mecánica cuántica de Bohr y Heisenberg defiende postulados contraintuitivos de los que somos incapaces de buscar unas imágenes que los conecten el mundo real de nuestras experiencias cotidianas. Frente a la completitud y la independencia de las teorías físicas clásicas y relativistas se oponen ahora las apuestas especulativas, probabilísticas cuasi “filosóficas” de la física cuántica. El observador, el instrumento de medida en el experimento y la generación de nuevos modelos y formalismos matemáticos adquieren la máxima relevancia. Hay una famosa cita atribuida a Bohr que ilustra este cambio revolucionario en el nuevo paradigma científico que estaba surgiendo:

“No hay mundo cuántico. Sólo hay una descripción cuántica abstracta. Es un error pensar que la tarea de los físicos consiste en descubrir cómo es la naturaleza. La física tiene que ver con lo que podemos decir de la naturaleza”^[5]

En los debates con Bohr, donde con frecuencia las expresiones matemáticas adquirían tintes metafísicos, Einstein siempre se rebeló contra este enfoque antirrealista, así como contra la aleatoriedad y las acciones fantasmales a distancia(“spooky actions at a distance”^[6]) de la mecánica cuántica. Fueron estos principios “cuánticos” los que la mayoría de los principales físicos del momento, a pesar del desacuerdo de Einstein, acordaron en la famosa Conferencia Solvay de 1927 en Copenhague. Unos ocho años más tarde Einstein volvió a la carga utilizando para rebatirlos una de sus armas más poderosas y características: el experimento mental (Gedankenexperiment). Concretamente el experimento mental conocido como “Paradoja EPR”  que conmovió los pilares de la mecánica cuántica y tuvo una inmensa repercusión. Solo después de 50 años se consiguió rebatir claramente de forma experimental sus tesis, pero aun así perduran hasta nuestros días reminiscencias de su realismo, revitalizado en las teorías de algunos de los mejores físicos teóricos actuales.

1. MECANICA CUANTICA. LA INTERPRETACION DE COPENHAGUE

La mecánica cuántica es probablemente la rama de la ciencia de mayor éxito e influencia del siglo XX, Sus cálculos y predicciones a nivel atómico ha permitido el extraordinario progreso no solo de las ciencias teóricas, son también de la química, la ciencia de los materiales, la electrónica y las tecnologías de la información y la comunicación. Esto a costa de desafiar muchos de los principios básicos de la física clásica, desde el principio de causalidad o el de separabilidad hasta el de conservación de la energía y el propio criterio de Einstein. La mecánica cuántica que nace a principios del siglo XX, con las teorías de los “cuantos” (cantidades discretas de energía de radiación) de Plan que entraban en fuerte contraste con la continuidad de las variables de la física clásica. Posteriormente en las siguientes dos décadas fue desarrollada en el campo del estudio de los modelos atómicos por un grupo de grandes físicos y matemáticos reunidos bajo el indiscutido liderazgo de Niels Bohr en la universidad de Copenhague. Bohr junto con Werner Heisenberg son considerados los padres de la mecánica cuántica, aunque hay que reconocer las valiosas aportaciones de Rutherford, de Broglie, Bohm, Pauli, Born y Schrodinger, aunque alguno de ellos no compartiese las concepciones antirrealistas de Bohr.

Aunque no exenta de ciertas ambigüedades, la fijación conceptual de la mecánica cuántica se podría datar en 1927 en la Conferencia Solvay donde queda consolidada lo que se conoce hasta nuestros días como la Interpretación de Copenhague (en honor a Niels Bohr). Esta se correspondería con la aplicación, al ámbito de los fenómenos atómicos, del indeterminismo, el principio de correspondencia de Bohr, la interpretación probabilística de Born de la función de onda y el principio de complementariedad de Bohr^[7].