Aquellas frases

En ciencia, esencialmente en física,  nos encontramos con frases que se repiten por doquier y que han provocado más daño que beneficio especialmente a la consideración del público general de que hay cosas que se pueden entender.

En esta entrada nos vamos a centrar en una de estas frases que ha sido empleada en multitud de lugares para concluir algo que no estaba en el espíritu de la misma en su origen.

Esperamos que esto ayude a entender mejor el contexto y el significado de este tipo de frases.

Nadie entiende la mecánica cuántica

Richard Feynman es uno de los grandes físicos de la historia.  Sus contribuciones a los diferentes campos de la física teórica es envidiable y no podríamos hacer una justa enumeración de sus méritos. 

 Pero pongamos aquí unos cuantos de los que a nosotros personalmente nos parecen los más interesantes:

• Una nueva formulación de la mecánica cuántica.  Las integrales de camino.  Empleada profusamente en todos los campos de la física teórica.
• La formulación (independiente de Schwinger y Tomonaga) de la electrodinámica cuántica.
• La introducción de los famosos diagramas de Feynman que es una manera pictórica de representar la matemática (integrales) que hay detrás de los procesos entre partículas elementales.
• La formulación de la gravedad cuántica basada en gravitones.

Además de todo esto fue un magnífico divulgador y profesor.  Sus lecciones de física aún ya son un clásico del acervo de la física.  

Y sus libros y conferencias forman parte del conjunto de las mejores obras de divulgación en física jamás escritos.

Pues bien Feynman en el capítulo 6 de su libro “El carácter de la ley física” (The character of physical law un libro totalmente recomendable), nos dice:

I think I can safely say that nobody understands quantum mechanics.

Esto se puede traducir como:

“Pienso que puedo decir con toda tranquilidad que nadie entiende la mecánica cuántica.”

¿Nadie entiende la mecánica cuántica?

Esta frase de Feynman ha sido empleada, y es empleada, por muchos para decir que la cuántica no tiene sentido, que no es entendible y que por tanto está fuera del alcance de todos llegar a entenderla.

¿Es esto lo que Feynman quería decir?  Pues ciertamente no. 

 Especialmente porque él entendía la mecánica cuántica bastante bien, hasta el punto de dar nuevas ideas y formulaciones de la misma. 

 Y además porque casi todas las tecnologías de los últimos 70 años están basadas en menor o mayor medida en la cuántica.

Los físicos usan la mecánica cuántica a diario, extraen consecuencias experimentales que son comprobadas en el laboratorio. 

 Construimos laseres con aplicaciones tecnológicas que van desde el cd hasta la cirugía laser.  Construimos microondas que calientan alimentos gracias a la interacción cuántica entre moléculas de agua y microondas. 

 Construimos resonancias magnéticas nucleares, tomografías de emisión de positrones, sensores ópticos basados en efectos fotoeléctricos, memorias de ordenador, impresoras laser, y un larguísimo etc. 

 Eso demuestra que la cuántica se entiende muy bien y que es posible entenderla.

Entonces, ¿qué quería decir Feyman con esa frase?

Entendiendo lo que es entender

Generalmente entender algo se manifiesta en nuestra capacidad para explicarlo con palabras llanas generalmente basandonos en analogías que todos conocemos de nuestra vida diária. 

 Por ejemplo, entendemos que todos los cuerpos en un campo gravitatorio caigan con la misma aceleración. 

 Evidentemente esto no es usual, una hoja de papel no cae igual que un piano si lo tiramos desde la misma altura, pero uno puede abstraerse y pensar que si quitamos el aire entonces ya no hay rozamiento y todo caerá igual. 

 Además podemos hacer el experimento y dejar caer dos pesos distintos en el vacío y ver como caen exactamente igual.

El problema con la cuántica es que no tenemos experiencias cotidianas para comparar. 

 La naturaleza se comporta de una forma que está muy alejada del tan mal empleado, en este contexto, “sentido común”. 

 Por lo tanto, los elementos que tenemos para explicar y hacer entender la cuántica son muy limitados para ese objetivo.

Hablamos de que a nivel cuántico las cosas son ondas y partículas, cuando lo cierto es que ondas y partículas son manifestaciones a nuestra escala de algunos fenómenos físicos que tienen ciertas características.

1. Dos partículas que cruzan sus trayectorias colisionan cambiando por regla general la dirección de su movimiento.
2. Dos ondas que se cruzan interfieren y luego siguen su camino como si nada hubiera pasado.

A nivel cuántico las cosas pueden colisionar o pueden interferir, haciendo una cosa o la otra. 

 Entonces tenemos el problema de ¿son ondas?, ¿son partículas? y nos inventamos eso de la dualidad onda-partícula. 

 En realidad no son ni ondas ni partículas, son sistemas que presentan características que nosotros hemos identificado en nuestro nivel como onda o como partícula. 

 Pero la naturaleza se ha empeñado en decirnos que esa distinción es antinatural y sesgada. 

Por ejemplo, John Bell introdujo el concepto de Beable para referirse a los sistemas cuánticos, pero la terminología no triunfó.

Lo que no sabemos es cómo interpretar la mecánica cuántica, es decir, explicarla en términos usuales.

 La cuántica nos lleva al límite de nuestro sentido común y nos muestra un universo que no se rige por las reglas que vemos a diario en nuestra vida. 

 Ese es el problema de la cuántica.

Pero los físicos y la gente interesada han aprendido a despojarse de los prejuicios del sentido común, y aunque aún no sabemos expresarnos correctamente para explicar con términos cotidianos la cuántica (de hecho no se puede), sí que sabemos trabajar con la cuántica, sabemos jugar con su formalismo y extraer consecuencias que luego somos capaces de implementar tecnológicamente en móviles, dispositivos médicos, detectores, dvds, etc.

Por lo tanto, la cuántica es entendible, lo único que nos requiere es que entendamos que no podemos usar el sentido común para ello sino que hay que disfrutar con las nuevas experiencias e ideas que nos presenta y aprender a despojarnos de nuestra visión clásica del universo para adentrarnos en las maravillas de la naturaleza en todo su explendor.

La cuántica no es algo reservado para unos pocos, la cuántica es la base de la física, lo que dota de sentido a la química y su divulgación es posible y su entendimiento por todos también.

Así que cuando alguien nos diga que Feynman dijo que nadie la entendía (la mecánica cuántica), pensemos que en realidad dijo que nadie podía explicarla con términos cotidianos pero que entenderla la entendemos.