Principi de indeterminació

Amb el naixement de la mecànica quàntica la física experimentà un gir brutal. Einstein, per exemple, no ho va digerir mai. Avui en dia, però, predomina la idea general entre els científics que precisament la mecància quàntica ens proporciona les teories més completes de la física.

Sé que qui més qui menys està interessat en aquests temes, ja que tracten qüestions sobre nosaltres i la nostra vida. No obstant això, la complicació i l'alt nivell de preparació que es requereix per començar a entendre'ls i disfrutar-los fa que molts desisteixin o simplement, s'abonin al crèdit dels professionals de la matèria, convertint-se, llavors, en simples objectes passius de coneixement. Hi ha un blog que explica de forma amena però detallada tots aquests temes: el tamiz. Podeu donar-li un cop d'ull per informar-vos més del tema.

Si la mecànica quàntica és tant exòtica, sorprenent, confusa es deu, en exclusiu, a allò que el principi de indeterminació o incertitud intenta representar.

¿Què ens ve a representar aquest principi?

Abans de res és necessari entendre que la física moderna -La interpretació mecànica de la naturalesa- no ens explica res del món pròpiament. La física és un conjunt d'instruments lògico-matemàtics que serveixen per operar amb les mesures que nosaltres podem dur a terme. Atendre al que acabo de comentar resulta capital: només allà a on podem establir i realitzar mesures podem interpretar-ho mecànicament, o sigui, a través de proporcionalitats i relacions necessàries entre les mesures. Allò que no podem mesurar viola els límits del coneixement mecànic ¡¡¡Però això no vol dir que allò indeterminat no existeixi!!! Tal i com ens mostra clarament el principi de indeterminació i a tantes ments els hi ha costat un munt acceptar-ho.

¿Què és mesurar? Simple, mesurar és determinar i definir. Per exemple, amb una balança determinem un aspecte d'una cosa, en aquest cas, definim el seu pes!!! I és que cal apreciar com aquesta determinació sempre depèn d'un important grau de convenció, ja que mai mesurem les coses per sí mateixes, sinó en relació a altres coses (recordem que per pesar es compara la cosa a mesurar amb una cosa de referència triada a voluntat), i certs criteris imposats per nosaltres a conveniència dels nostres interessos.

Quan determinem les coses sempre ho fem a través de la comparació; mesurem la llargada d'una taula, per exemple, i per fer-ho la comparem amb l'allargada d'un regle absolutament convencional. Cal reconeixer, aquí, com no coneixem l'allargada en sí de la taula, sinó la relació que manté la taula amb el regle, el qual representa una pura estipulació estàndar i convinguda.

En aquest sentit, cal tenir clar que determinar és comparar i que comparant no coneixem mai les coses experimentades per sí mateixes, sinó les relacions que mantenen aquestes coses amb allò que ho comparem. Bé, aquesta subtilitat epistèmica rarament s'ha tingut clara, i els filòsofs moderns són els qui menys. Tanmateix s'ha d'advertir com la mecànica no busca conèixer què són les coses, ni tant sols com són, sinó busquen saber quin tipus de relacions podem establir entre les coses experimentades per tal de mesurar-les segons certs interessos.

Així explicat, i per poc que un ho reflexioni ajundant-se de les mesures que a diari realitza, tot plegat sembla la mar de fàcil; inclús el més tonto del poble ho pot notar entenedor i sentir-s'hi identificat. Però durant segles aquesta qüestió no era tant clara i evident; es considerava que mesurant, d'alguna forma, un havia d'intuir el com és la cosa per sí mateixa ¡Havia de captar els aspectes essencials de les coses! Això, per exemple, és el que ha defensat el materialisme i el positivisme; només cal llegir a Russell o Wittgenstein.

D'aquí s'entén, a més, com és que aquests homes defensaven que només pot existir allò mesurable, o sigui, allò que podem constatar com a fet empíric!!! Doncs, al seu entendre una proposició era verdadera si i només si hi ha un fet mesurable del món que la corrobora. En base aquesta postura, molts d'aquells homes es definien ateus, ja que Déu, per definició, és quelcom que no es pot mesurar o corroborar empíricament... ¡Déu no es pot comparar amb res! Encara que d'altres, com fa Wittgenstein en el seu Tractatus, per comptes de refutar a Déu perquè no es pot mesurar afirmava que, en tot cas, aquest cauria fora de l'àmbit de les ciències mecàniques i s'hauria de prendre com una experiència mística: una experiència que no és mesurable i per tant, tampoc pot ser formulada de cap manera. Tot plegat però, és una tonteria... i grossa.

Tornem a la mecànica quàntica. Des de meitat del s.XVII es va obrir una discussió curiosa entre els científics: si la llum s'havia de mesurar i detectar com si fos una ona (Huygens) o com si fos un corpuscle (Newton). La mecància quàntica sorgí quan s'adonaren que la llum, i no només la llum sinó totes les coses en general amb major o menor mesura, es podien detactar de les dues maneres: o com a ones o com a corpuscles. I ho remarco de nou pels despitats: que una cosa es mesuri com a copuscle o com a ona no implica que ho sigui, perquè tant l'ona com el corpuscle són purs esquemes ficticis i imaginaris ¡És com discutir si tractem una vaca com una esfera o bé un cub per resoldre un problema de desplaçament de volums en fluids!

No s'ha de ser un superdotat de la matèria per sospitar que si tractem una cosa com a ona estem mesurant certs aspectes diferents als mesurats si ho tractem com a corpuscle: com a ona determinem la velocitat de propagació de la cosa a mesurar; com a corpuscle determinem la posició de la cosa en cada instant de temps.

En principi, aquesta dualitat en la determinació no sembla haver de comportar masses mal de caps, ja que si un vol determinar i conèixer completament la cosa simplement l'ha de mesurar, instantàneament, com a ona i com a corpuscle. D'aquesta forma, doncs, pot saber quina és la seva velocitat de propagació i on es troba en aquell moment. Per tant, coneixent la velocitat de propagació i la posició que està la cosa en cada moment, llavors, qualsevol pot aspirar a predir i esbrinar on estarà sempre la cosa i quina serà la seva velocitat de propagació. És a dir, en qualsevol moment podrem endevinar a priori quin tipus de mesures obtindrem.

Però vet aquí el problema i la sorpresa que enceta la mecànica quàntica: resulta impossible determinar al mateix temps la velocitat de propagació d'una cosa i la seva posició ¿Per què succeeix això? Simple, perquè quan provem de mesurar ja la posició ja la velocitat de propagació de la cosa l'hem d'afectar, fet que implica que en cada mesura que efectuem, ja sigui la velocitat ja la posició (segons el que determinem), es vegi modificat ¡I som incapaços de mesurar aquesta modificació!

Per tant, la única forma de d'eliminar el principi de indeterminació seria aconseguir mesurar al mateix temps la posició i la velocitat de propagació d'una ona. Jo tinc motius lògics, no sé fins a quin punt definitius, per dir que tal aspiració resulta ser impossible, però si algú es veu en cor de fer-ho possible que sàpiga que li espera el premi nobel de física. Aquí no hi ha res a discutir ni a opinar ni a posar en consens: o surt algú i demostra que es pot fer o a callar.

Les implicacions sobre la impossibilitat de poder mesurar al mateix temps la velocitat de propagació i la posició d'una cosa són moltíssimes. I no poques vegades les interpretacions que s'han fet resulten ser patètiques. Però potser ja en parlaré un altre moment de tot això.

En fi, amb la mecànica no sabem com és el món, ni ens importa, simplement ens interessa el com el podem mesurar i determinar per tal de calcular i predir. A més, hem descobert que els fets empírics no són les coses pròpiament que experimentem i per tant, en gran mesura sempre són artificials i convinguts, fet que ens porta a considerar que hi poden haver noves formes d'interpretació de la naturalesa més enllà de la mecànica.