Certidumbre de la incertidumbre

Isaac Asimov titula así uno de sus magníficos ensayos y relaciona, muy acertadamente, el determinismo decimonónico con la creencia juvenil de saberlo todo cuando, en realidad, todo se ignora.En cierta forma, dice, la ciencia de principios del siglo XIX era "lo bastante joven para saberlo todo". De esa época de la historia es la siguiente reflexión: "Una inteligencia que, en un instante dado, conociera todas las fuerzas que animan a la naturaleza, y la situación respectiva de los seres que la componen, y si por otra parte ella fuera suficientemente vasta como para someter a análisis esos datos, abarcaría en una misma fórmula, los movimientos de los más grandes cuerpos del universo y aquellos del átomo más liviano; nada sería incierto para ella, y el porvenir, como el pasado, estaría presente ante sus ojos." (P.S. Laplace (1840) "Essai philosophique sur les probabilités").

Es claro que se comprendía que realmente nosotros no conocemos la posición y la velocidad exacta de todas las partículas del Universo, en ningún instante, y que estamos casi seguros de no conocerlas nunca. Pero en principio podríamos conocerlas y eso hacía al Universo completamente determinado. Como decía Asimov:" ¿No era una sensación magnífica la de ser lo bastante joven para saberlo todo?". Desgraciadamente, a principios del siglo XX nos esperaban dos teorías físicas capaces de quitarnos esa magnífica sensación y de hacernos más viejos y más sensatos: la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica.

La mecánica cuántica elevaba la propia incertidumbre a la categoría de principio: el mero hecho de medir altera la magnitud medida. Eso, básicamente, ya se sabía pero se jugaba con el razonamiento de que aunque la incertidumbre de la medida nunca sería cero, siempre podríamos acercarla a cero tanto como quisiéramos. Pero en 1927 el físico alemán Werner Heisenberg formalizó esta idea, enunciando lo que llamó "principio de incertidumbre", que es admitido como un principio fundamental del Universo físico.

Este principio, aplicado a la incertidumbre en la posición y en el momento (momento= masa por velocidad) de una partícula se escribe de la siguiente forma:
(Incertidumbre en la posición) x (Incertidumbre en el momento) = > h /2Pi (igual o mayor que constante de acción de Planck partida por 2 Pi)

"En cierto modo, la incertidumbre brota de la estructura granulosa del Universo; del hecho de que energía y masa se presentan en individualidades de cuantía fija, determinada en último término por la cuantía de la constante h de Planck. Si dicha constante fuera nula, no habría ninguna incertidumbre; si fuese muy grande, todo sería tan incierto que el Universo parecería caótico".

La granulosidad del Universo es bien fina, tan fina que antes del siglo XX nunca había sido notada. Siempre había parecido que que todas las medidas podían afinarse cuanto lo permitiesen nuestro tiempo y paciencia; y que en "principio", podría conseguirse una precisión de ilimitada proximidad a la incertidumbre nula. Todavía podríamos dudar de si el interés en no considerarla, practicamente nula, es puramente filosófico, pero la realidad se impone: no solamente no podemos ignorarla, sino que nuestro propio mundo no sería tal como es (la propia estabilidad de los átomos sin ir más lejos) sin la existencia del principio de incertidumbre.

El principio de incertidumbre es consecuencia directa de la existencia del cuanto de acción de Planck (h), la mínima acción, siendo la acción una energía multiplicada por un tiempo, que no puede ser menor que la constante h. Esto trae consigo el que continuamente se esté creando y destruyendo una energía, llamada por eso virtual (energía del vacío), que convierte el vacío estable y plano, que suponía la mecánica clásica, en un verdadero hervidero de energía y partículas que se crean y se destruyen. Nada queda quieto y el vacío se retuerce formando algo que no se ha dudado en llamar espuma cuántica (a las distancias del orden de la longitud de Planck). En este marco de inestabilidad es difícil pensar en conseguir la certidumbre y determinación clásicas, cuando no existe una verdadera referencia espaciotemporal.

Del libro:"El electrón es zurdo y otros ensayos científicos".
Isaac Asimov (Ed. Alianza)
ISBN: 8420677310. ISBN-13: 9788420677316