viernes, 15 de octubre de 2010

La cereza del pastel

Es raro que en este blog no se responda directamente una pregunta o se trate algún tema de carácter científico, pero en esta ocasión me gustaría compartirles un punto de vista personal (ok en realidad es de muchos científicos) sobre lo que consideramos el mayor de los triunfos intelectuales humanos.


Einstein contribuyó en gran medida al desarrollo de la mecánica cuántica tomando el papel de de "abogado del diablo" poniendo en duda y cuestionando los planteamientos hechos.

En una antigua entrada (Esto) se hablo sobre como la escritura se puede considerar el mas relevante invento humano. Pero si consideramos las consecuencias de este invento veremos que la escritura cambió radicalmente nuestra forma de pensar y nos dio una habilidad que distinguió nuestra historia de la de cualquier otra especie, adquirimos una historia dominada por la generación, transmisión y evolución de ideas. Esto implica que mientras genéticamente nuestro cambio en los últimos miles de años ha sido casi insignificante nuestro cambio intelectual, la forma en la que vemos el mundo es increíblemente diferente.

Para entender la historia de las ideas y el enorme logro que implica debemos considerar el ambiente en el que evolucionamos y en particular las características física de dicho ambiente. Si tomamos en cuenta que en cualquier animal el cerebro sirve como centro procesador y forma de transferencia de datos entre generaciones, en los mamíferos funcionan adicionalmente como mecanismo que se modifica a si mismo para codificar información nueva del medio inmediato , es decir, aprender cosas nuevas y mas específicamente en el caso de los homínidos para aprender a modificar nuestro ambiente, vemos que el efecto de la escritura, al servir como medio de almacenamiento de información y de esa manera permitir a una generación llegar mas adelante que las anteriores en la búsqueda de conocimiento nos facilitó mucho el esfuerzo por entender la naturaleza. En otras palabras uno de los productos de la escritura fue la ciencia, nuestra herramienta para entender la naturaleza.

Ahora consideremos el efecto del medio ambiente en nuestra forma de pensar. Puede parecer muy obvio, pero es importante tomar en cuenta como vemos la naturaleza para entender el desarrollo de la ciencia. Por ejemplo, una de las partes más importantes de la ciencia por las aplicaciones que tiene, es la mecánica newtoniana, parte de la Física Clásica. En esta disciplina se estudia, explica y predice el movimiento de los cuerpos con un tamaño que van desde una molécula en su extremo inferior a una galaxia en el superior. Este es el rango en el cual vivimos y vivieron nuestros antepasados. Los problemas a los que se enfrento nuestro cerebro conforme evolucionaba adaptándose a los cambios del medio ambiente. Las adaptaciones necesarias fueron; evadir depredadores, localizar fuentes de alimento, encontrar refugio, etc. Así que lo que nos era relevante era, el movimiento de esos depredadores y la localización de las cosas que necesitamos. No es, entonces, sorpresa que la mecánica newtoniana se base en conceptos como la posición, del cual se derivan otros conceptos.


Grupo de científicos que participo en la formulación de la interpretación de Copenhagen, la interpretación moderna de la mecánica cuántica.

En la mecánica clásica, el objetivo principal es entender la conducta dinámica (movimiento) de los cuerpos así como las fuerzas que los afectan. Pero tanto las fuerzas como el movimiento están dominados por la aceleración y velocidad de los cuerpos. Pero la velocidad no es otra cosa que el ritmo de cambio de posición y la aceleración es el ritmo de cambio de la velocidad. Por lo que vemos que todo esta basado en la posición. La mecánica clásica es pues el desarrollo que se esperaría de nosotros. Por supuesto esta rama de la física ha sido un logro increíble que nos ha dejado impresionantes resultados. Pero existe otra rama de la física, otra mecánica, que es muy diferente a la clásica, y es esa ciencia la que consideramos que es el mayor triunfo intelectual humano. Es la mecánica cuántica.

En la mecánica cuántica no existe el concepto que posición. Los objetos cuánticos no tienen una posición, por lo que no tiene ningún sentido hablar de velocidad o aceleración. Los fenómenos que se tratan en la mecánica cuántica son tan foráneos a nuestra experiencia cotidiana que es en realidad entender en el sentido de asimilar lo que esta sucediendo. En una escala donde la naturaleza es tan diferente a nuestra experiencia, donde los "objetos" no tienen posición, ni pueden tener velocidad o aceleración, donde no existe una clara distinción entre masa y energía y donde algo tan pequeño como una molécula es ya algo gigante es imposible para un cerebro que ha evolucionado en un ambiente de física clásica el realmente asimilar lo que sucede. Así que mientras que algo como un juego de billar, que es un ejemplo de actividad en el ambiente clásico, es fácil de imaginar, no podemos decir lo mismo de un sistema cuántico.


Tableta de arcilla con inscripciones cuneiformes. De las primeras manifestaciones de escritura y matemáticas.

El gran logro de la mecánica cuántica es precisamente el darnos una herramienta para entender la naturaleza en una escala completamente foránea a nuestra experiencia cotidiana. Al no ser posible el visualizar los procesos que ocurren, uno se debe basar en las matemáticas, para saber que pasa y como se dan los sucesos. Esto es otro muy importante aspecto de por que las mecánica cuántica es considerado el mayor logro intelectual, no solo es una herramienta para comprender algo que podemos de ninguna manera ver o imaginar (de hecho nos es fisiológicamente imposible) sino que requiere de una habilidad de uso de matemáticas a un nivel que implica lograr una abstracción y disciplina intelectual muy superior a lo necesario en cualquier momento anterior en nuestra historia.


Ecuación de Schrödinger, ecuación fundamental de la mecánica cuántica.

Así es que en resumidas cuentas, consideramos a la mecánica cuántica como el mayor logro intelectual es por que no solo implica poder entender algo completamente ajeno al ambiente en el que evolucionamos, sino que implica ejercer nuestra habilidad de abstracción a niveles inusitados. Y como forma de coronar el logro, lo hemos logrado poner a trabajar con aplicaciones tecnológicas, cada uno de nuestros aparatos electrónicos es una aplicación directa de la mecánica cuántica.


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