Desarrollos Tecnológicos para los Fundamentos de la Mecánica Cuántica en el siglo XXI
Abstract
El surgimiento de algunas teorías alternativas a la mecánica cuántica estándar, así como las diferentes propuestas para resolver el problema de la “gravedad cuántica”, han dado lugar al desarrollo de tecnología que sirva para someter a prueba experimental sus predicciones novedosas. En este trabajo se estudia la relación entre dichas tecnologías y las teorías correspondientes: GRW y la gravedad semiclásica. La conclusión es que la relación entre éstas no es lineal ni tampoco unidireccional, sino multidimensional y ciertamente bidireccional.
Full text
DOI: http://doi.org/10.12795/Argumentos/2022.i25.06 Argumentos de Razón Técnica, nº 25, 2022, pp. 211-233 DESARROLLOS TECNOLÓGICOS PARA LOS FUNDAMENTOS DE LA MECÁNICA CUÁNTICA EN EL SIGLO XXI TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS FOR THE FOUNDATIONS OF QUANTUM MECHANICS IN THE 21ST CENTURY JAVIER BERJÓN DE GORTARI Universidad Nacional Autónoma de México [email protected] RECIBIDO: 25/08/2021 ACEPTADO: 02/05/2022 Resumen: El surgimiento de algunas teorías alternativas a la mecánica cuántica estándar, así como las diferentes propuestas para resolver el problema de la “gravedad cuántica”, han dado lugar al desarrollo de tecnología que sirva para someter a prueba experimental sus predicciones novedosas. En este trabajo se estudia la relación entre dichas tecnologías y las teorías correspondientes: GRW y la gravedad semiclásica. La conclusión es que la relación entre éstas no es lineal ni tampoco unidireccional, sino multidimensional y ciertamente bidireccional. Palabras clave: fundamentos de mecánica cuántica; filosofía de la tecnología; filosofía de la física; gravedad semiclásica; teorías de colapso objetivo; problema de la medición; experimentación cuántica. Abstract: The appearance of some alternative theories to standard quantum mechanics, plus the different proposals for solving the problem of “quantum gravity”, have given rise to the development of technology which allows to put their novel predictions to test. In this work we study the relationship between said technologies and their respective theories: GRW and semiclassical gravity. The conclusion is that the relationship between them is neither linear nor unidirectional, but rather multidimensional and certainly bidirectional. Keywords: foundations of quantum mechanics; philosophy of technology; philosophy of physics; semiclassical gravity; objective collapse theories; measurement problem; quantum experimentation.
212 JAVIER BERJÓN DE GORTARI Argumentos de Razón Técnica, nº 25, 2022, pp. 211-233 Introducción Uno de los secretos no guardados sobre mecánica cuántica es que la teoría básicamente es incomprensible incluso para los científicos mismos, esto es un corolario del “problema de la medición”. Además, hoy en día, tal vez por ello, existen distintas alternativas e interpretaciones de lo que se conoce como el “formalismo estándar de la mecánica cuántica” (Okon, 2014; Albert, 1992; Maudlin, 2010). Dos ejemplos de otros formalismos son la teoría de Onda Piloto, construida por el físico David Bohm y las llamadas teorías de Colapso Objetivo. Algunas de estas versiones alternativas podrían en principio someterse a pruebas experimentales, con el objetivo de corroborar sus predicciones novedosas. Aunque por ahora no se ha alcanzado el umbral tecnológico para llevar a cabo los experimentos necesarios, también es cierto que no nos encontramos lejos de él. En años próximos se podría alcanzar el desarrollo tecnológico-experimental necesario para someter a prueba algunas de las teorías cuánticas alternativas. En este artículo analizaré la situación actual con respecto a las posibilidades experimentales y tecnológicas que dos teorías particulares: la teoría de GRW con densidad de masa y la teoría de la gravedad semiclásica. Posiblemente el caso más notable de entre la variada multitud de alternativas al formalismo estándar, sea la teoría GRW, especialmente en su variante conocida como “GRW con densidad de masa” (Albert, 1992; Bassi, 2005; Albert, 2015). Su nombre viene de las iniciales de sus creadores: Carlo Ghirardi, Alberto Rimini y Tullio Weber. Se le considera una de las teorías de colapso objetivo debido a que los estados cuánticos en este formalismo alternativo colapsan espontáneamente por sí mismos, sin la necesidad de apelar a ningún observador o mediciones. Esta teoría arroja predicciones que la mecánica cuántica estándar no, así
DESARROLLOS TECNOLÓGICOS PARA LOS FUNDAMENTOS 213 Argumentos de Razón Técnica, nº 25, 2022, pp. 211-233 que debería ser posible ponerlas a prueba en este respecto. Para ello es necesario realizar experimentos que requieren nuevas tecnologías aún no desarrolladas (Ghirardi, 1990; Bassi, 2019). Vale la pena tener en cuenta en este contexto a la teoría de gravedad semiclásica, que está ligada también (pero no tan directamente) con el problema de la medición en mecánica cuántica y que igualmente podría someterse a pruebas experimentales muy pronto (Carlip, 2008; Adler, 2007; Bassi, 2013). Es así que en este aún joven siglo XXI, donde parece que gracias a un nuevo salto tecnológico podría finalmente hallarse un sucedáneo para la tan aquejada teoría cuántica, la filosofía de la tecnología puede aprovechar estos momentos para analizar la relación dinámica que entreteje a teoría, experimentación y desarrollo tecnológico en el ámbito de las ciencias físicas. Mi tesis es que estos componentes forman un círculo de retroalimentación en los casos de GRW y gravedad semiclásica, que lleva al desarrollo de nuevo conocimiento, técnicas y métodos experimentales, con el propósito de autorregularse, complementarse y ponerse a prueba. De cualquier forma, el papel que la tecnología juega para las dos teorías debería ser de sumo interés para la filosofía de la tecnología; además de que la filosofía de la ciencia misma debería prestar más atención a lo que está ocurriendo en este escenario experimental que involucra a los fundamentos de la mecánica cuántica. Primero porque lo que está en juego es de primera importancia para la filosofía de la ciencia y de la tecnología, a saber, la posible aceptación o refutación de dos teorías sobre los niveles más básicos de la naturaleza. La aceptación por parte de la comunidad científica de alguna de estas nuevas teorías implicaría cambios fuertes para las ciencias físicas. También es de gran interés para el filósofo de la ciencia y/o la tecnología porque esto es algo que ocurre ahora mismo, así que es posible hacer un análisis in situ de la relación entre teoría y tecnología que tiene lugar para
214 JAVIER BERJÓN DE GORTARI Argumentos de Razón Técnica, nº 25, 2022, pp. 211-233 GRW y gravedad semiclásica, así como la dinámica compleja que se da durante los procesos de falsabilidad y confirmación empírica en el contexto de justificación teórica. Por ello es necesario prestar atención a esta área de las ciencias físicas, justo ahora, desde la perspectiva tanto de la filosofía de la tecnología como de la ciencia. A continuación, se presentarán dos breves introducciones a ambas teorías, así como los obstáculos experimentales a los que se enfrentan. Para el caso de GRW es necesario además hablar sobre el problema de la medición, que fue la motivación para su desarrollo. Sobre el problema de la medición La teoría de la mecánica cuántica siempre ha tenido una serie de controversias que la han atormentado hasta el día de hoy. Los mismos padres de la teoría estaban al tanto de esto, por lo que personajes como Erwin Schrödinger, Louis de Broglie o el mismo Albert Einstein trataron de arrojar luz sobre los puntos polémicos o insatisfactorios del formalismo estándar. Incluso llegaron a postular algunas modificaciones a éste (como la formulación precursora a la teoría de onda piloto de de Broglie). Uno de los aspectos más debatidos de la teoría, así como se formuló en los 1920, es el llamado postulado del colapso. Este axioma se insertó en la teoría para explicar algunos hallazgos experimentales como el hecho de que posteriormente a una medición, un sistema cuántico siempre arroja el mismo resultado encontrado inicialmente. Esto no podía explicarse sin hacer referencia al colapso de la función de onda (el elemento descriptivo de la teoría). El postulado del colapso también puede invocarse para remediar la existencia de posibles escenarios absurdos predichos por la teoría, como el famoso experimento pensado del gato de
DESARROLLOS TECNOLÓGICOS PARA LOS FUNDAMENTOS 215 Argumentos de Razón Técnica, nº 25, 2022, pp. 211-233 Schrödinger. Este experimento muestra que, si nos apegamos exclusivamente a la evolución temporal impuesta por la ecuación de Schrödinger, entonces la teoría predice que por ejemplo un gato (o cualquier otro objeto macroscópico) puede estar “simultáneamente en dos configuraciones” radicalmente distintas (v.g. “vivo y muerto a la vez”), por no decir mutuamente excluyentes. Este resultado parece inevitable si no apelamos al postulado del colapso según el cual, en algún momento el estado del sistema macroscópico se transforma en solo una de sus dos posibles configuraciones (vivo o muerto). Con esto se lograría salvar los fenómenos y explicar por qué jamás vemos superposiciones macroscópicas 1 , pero exactamente en qué momento, bajo qué circunstancias o por cuál motivo precisamente ocurre este colapso, son cuestiones que las ciencias físicas no han resuelto. Todo esta problemática siempre ha sido muy atractiva para la filosofía de la ciencia (en particular la filosofía de la física), porque ésta se interesa no solamente en salvar los fenómenos y encontrarle un uso práctico a la teoría cuántica, sino también extraer de ella una imagen inteligible y filosóficamente satisfactoria del mundo microscópico (por extensión del mundo macroscópico también), algo que la mecánica cuántica estándar, con su ontología ambigua y sus axiomas ad hoc ciertamente no ha logrado. Algunas propuestas para solucionar el problema (de cuándo, cómo y por qué ocurren los colapsos) van desde la interacción entre objetos micro y macroscópicos, hasta la supuestamente necesaria intervención sobre el sistema en cuestión (el gato) por parte de un observador consciente, que serviría de catalizador para el colapso. Lo que uno puede hallar en la bibliografía común es que el colapso ocurre cuando “se hace una medición sobre el sistema”. Pero este 1 Este punto de hecho no es nada trivial pues gracias a los avances tecnológicos se han podido crear superposiciones cuánticas de objetos cada vez más “grandes” (Beck, 2012).
216 JAVIER BERJÓN DE GORTARI Argumentos de Razón Técnica, nº 25, 2022, pp. 211-233 recurso parece realmente un mecanismo muy ad hoc, que además está formulado de forma ambigua: ¿exactamente qué constituye una “medición”?, ¿se requiere de un grado universitario por ejemplo para poder realizar mediciones que colapsen sistemas cuánticos?, ¿no debería la teoría explicar qué ocurre durante un proceso de medición, más que contener esto como un axioma fundamental en su formalismo? Todo esto hace sonar muy poco verosímil el que una medición sea el detonante del colapso de la función de onda, de allí que toda esta problemática también se conozca como el problema de la medición (Okon, 2014; Giulini, 2011; Maudlin, 1995). Las Teorías de Colapso Objetivo: GRW La teoría de GRW surgió en la década de los 80 como una posible solución al problema de la medición. El objetivo explícito de la teoría era deshacerse de las posibles superposiciones macroscópicas que el formalismo estándar permitía, como el escenario del gato de Schrödinger. Además de esto la teoría propuesta por los científicos italianos Ghirardi, Rimini y Weber, también buscaba unificar dentro de un solo marco teórico tanto a la física clásica como a la mecánica cuántica 2 . Para lograr este objetivo dual pero complementario, la teoría de GRW, de manera muy ingeniosa, postuló una modificación a la dinámica de evolución de los estados cuánticos, pero de tal manera 2 Para entender mejor este punto debemos recordar que desde los comienzos de la mecánica cuántica se había buscado una manera de reducir ésta a la mecánica clásica. Como decía el mismo Niels Bohr esto era un “obvio requerimiento de la teoría”, pues el éxito de la mecánica clásica dentro de su ámbito de aplicación (i.e. para el mundo “macroscópico”) jamás se puso en tela de juicio (Bokulich, 2008). Entonces la mecánica cuántica debía recuperar, en algún límite apropiado, a la física clásica.
DESARROLLOS TECNOLÓGICOS PARA LOS FUNDAMENTOS 217 Argumentos de Razón Técnica, nº 25, 2022, pp. 211-233 que las predicciones de la teoría reprodujeran básicamente todos los resultados ya bien establecidos del formalismo estándar (Ghirardi, 1990; Ghirardi, 1986). Veamos con cuidado en qué consiste esta nueva dinámica. En la teoría se postulan dos distintas leyes dinámicas para los estados cuánticos. Primero tenemos a la usual evolución del sistema Ψ por la ecuación de Schrödinger 𝑖ħ 𝜕𝛹 𝜕𝑡 = 𝐻 𝛹 , que constituye la dinámica problemática del formalismo estándar 3 . Problemática porque es gracias a ella que surgen las superposiciones de los estados macroscópicos y además porque no conlleva ningún tipo de mecanismo que nos pueda dar cuenta de los colapsos de la función de onda. La segunda ley dinámica es la modificación novedosa de GRW, que es añadir un término estocástico no-lineal a la ecuación de Schrödinger. Esto obliga a la función de onda a decaer o colapsar por sí sola o, mejor dicho, de manera espontánea, sin la necesidad de observadores, mediciones, ni ningún otro elemento que pudiera ser criticado como ad hoc o extrínseco al formalismo. De manera precisa, lo que se postula es que toda partícula tiene una cierta probabilidad (por unidad de tiempo) de sufrir un colapso, que cambiará el estado de Ψ(x) a g(x-x0)Ψ(x), donde g(x-x0) es una gaussiana centrada en x0. El efecto de este colapso es concentrar a la función de onda alrededor del punto x0, eliminando así situaciones como gatos vivos y muertos al mismo tiempo o cualquier otro tipo de posible superposición cuántica 4 . Entonces 3 Explícitamente, si el estado inicial del sistema es Ψ(x,0), entonces la ecuación de Schrödinger implica que el estado evolucionará así 𝚿 Ψ(x,t) = exp(-itĤ/ħ)Ψ (x,0). 4 Este punto es algo delicado, pues hay quienes critican que en realidad no se han eliminado las superposiciones. La discusión en torno a esto se conoce como el “problema de las colas” y/o el problema de las “colas estructuradas” (McQueen,
218 JAVIER BERJÓN DE GORTARI Argumentos de Razón Técnica, nº 25, 2022, pp. 211-233 dentro de la teoría de GRW conviven simultáneamente dos dinámicas: la evolución de la función de onda normalmente está dada por la ecuación de Schrödinger y de vez en vez ésta sufrirá un colapso espontáneo de manera objetiva. El punto más crucial de la teoría es que si en lugar de tener solamente una partícula con una frecuencia de colapso 𝛼, tenemos un conjunto de N partículas (que pudieran conformar un objeto macroscópico) entonces la frecuencia de colapso para la función de onda del sistema completo será 𝑁𝛼. Lo cual implica que incluso si la frecuencia de colapso individual fuera muy pequeña (como veremos que de hecho se ha postulado que debería ser), aún así para objetos macroscópicos la frecuencia de colapso sería considerablemente mucho más alta (de manera típica un objeto macroscópico puede contener 𝑁 = 1024 partículas). Otro aspecto muy importante de GRW es que se necesitan introducir dos nuevas constantes de la naturaleza en la teoría. Una constante 𝛼 para fijar la probabilidad de que ocurra un colapso y otra constante 𝛾, que determina el ancho de la función gaussiana 5 g(x-x0). Estas dos constantes son muy interesantes desde la perspectiva de la filosofía de la ciencia pues sus valores exactos se han intentado delimitar mediante técnicas empíricas. La metodología aquí consiste en encontrar límites superiores e inferiores para las constantes del modelo. Los experimentos utilizados se clasifican como interferométricos y los no interferométricos. La estrategia es crear superposiciones de cuerpos cada vez más grandes y cuantificar su grado de interferencia. Específicamente estos experimentos se basan en interferometría 2015). Ya que estos problemas se encuentran al margen de los desarrollos tecnológicos que de hecho se están considerando para someter a prueba la teoría, no hará entonces falta que reparemos en ellos aquí. 5 Cualquier función gaussiana se puede escribir como g(x)=Aexp[(-1/𝛾)(x-x0)2], donde x0 , 𝛾 y A son constantes reales.
DESARROLLOS TECNOLÓGICOS PARA LOS FUNDAMENTOS 219 Argumentos de Razón Técnica, nº 25, 2022, pp. 211-233 atómica y molecular, así como el entrelazamiento cuántico de diamantes. Los experimentos no interferométricos en cambio utilizan otra predicción de la teoría según la cual el centro de masa debe presentar un movimiento Browniano, las técnicas utilizadas involucran átomos fríos, sistemas optomecánicos, la medición de rayos-X y la excitación de fonones en cristales (Bassi, 2019; Lee, 2011; Kovachy, 2015; Adler y Vinante, 2018). Es necesario enfatizar que los posibles valores de estas supuestas nuevas constantes de la naturaleza se han obtenido por un método eliminativista, es decir, que contemplando el espacio de posibles valores para éstas utilizando resultados empíricos, se descartan o eliminan ciertos conjuntos de valores. Su introducción en la teoría así como el método utilizado para especular sobre su verdadero valor, suscita fácilmente varias preguntas al respecto como: ¿qué tipo de conocimiento nos brindan (teórico, práctico, experimental, tecnológico, combinaciones de éstos, etc.)?, ¿en qué sentido pueden considerarse distintas a las mediciones típicas de otras constantes de la naturaleza?, ¿qué implicaciones tienen estas técnicas para los procesos científicos que involucran al círculo de retroalimentación experimental/tecnológico/teórico? Un último ingrediente que se le añadió a la teoría varios años después de que se diera a conocer, fue la especificación de cómo construir una densidad o distribución de masa 𝑚(𝑥,𝑡) en el espacio-tiempo físico ordinario. Fue concretamente GianCarlo Ghirardi quien reconoció la necesidad de introducir un componente adicional a su teoría, para remediar lo que ahora se reconoce como una carencia ontológica tanto en GRW como en el formalismo estándar (Ghirardi, 1995). Recordemos que la interpretación usual de la función de onda es la siguiente: si el estado de un sistema cuántico es Ψ(x,t), entonces la probabilidad de que al realizar una medición al tiempo t se encuentre al sistema en 𝑥 + 𝑑𝑥, está dada por |𝛹(𝑥, 𝑡)|2. La función de onda podría entonces interpretarse
226 JAVIER BERJÓN DE GORTARI Argumentos de Razón Técnica, nº 25, 2022, pp. 211-233 doble: primero la de recrear el escenario empírico predicho por GRW y segundo la de poner a prueba a la teoría. ¿Se tendría entonces un claro ejemplo de cómo la tecnología sirve para “crear los fenómenos” (con los cuales además se establece así la teoría como empíricamente más sólida)? Me parece que la respuesta es sí, los fenómenos que tendrían lugar durante la experimentación serían tecnológicos en tanto que se ha requerido de tecnología altamente especializada y diseñada exprofeso para generarlos. Pero esto por supuesto no impediría derivar la conclusión de que la teoría sí aplica en dicho escenario experimental: por suposición la teoría habría predicho resultados que de hecho sí se obtuvieron, dándole entonces una realidad empírica irrefutable. Con respecto de las técnicas experimentales para determinar el valor numérico de las constantes 𝛼, 𝛾, ocurre algo semejante pues la tecnología utilizada tiene como función delimitar el espacio de sus posibilidades, partiendo desde el marco de GRW. Así que en este sentido toda la discusión sobre la corroboración de la teoría y la tecnología involucrada aplica igualmente. Lo que es distinto, sin embargo, es que las constantes podrían no formar ningún tipo de conocimiento, si la teoría no pudiera verificarse. Así que puede resultar extraño hablar de cómo los instrumentos tecnológicos nos permiten extraer información empírica sobre estos elementos teóricos que bien pudieran ser completamente descartados por la comunidad de científicos en el futuro, como el calórico y el éter. Mientras la teoría aún no forme parte del canon científico, por así decirlo, es difícil precisar qué tipo de información obtenemos cuando realizamos experimentos para medir el valor de los parámetros que postula. Pasando ahora a la gravedad semiclásica, aquí también tenemos que las diferentes tecnologías hacen contacto con la teoría en dos sitios. Uno es los métodos computacional-numéricos que predicen el valor de la masa crítica 𝑚𝑐 y otro el desarrollo de instrumentos
DESARROLLOS TECNOLÓGICOS PARA LOS FUNDAMENTOS 227 Argumentos de Razón Técnica, nº 25, 2022, pp. 211-233 experimentales nuevos que puedan corroborar empíricamente el valor de dicha masa. Sobre el primero de estos parece interesante cómo la teoría ha sido informada por los artefactos tecnológicos. El problema numérico es resolver la ecuación de Schrödinger - Newton, que es una ecuación diferencial parcial no-lineal; el esquema utilizado para esto en (Carlip, 2008) y (Salzman, 2006) fue el llamado método de Caley (Press, 1992). Lo que se tiene entonces es una instancia de lo que E.F. Keller considera como una extensión o amplificación de un “experimento pensado”, partiendo de la idea de los métodos numérico-computacionles como “experimentos en teoría”, de acuerdo con el matemático Stanislaw Ulam. Efectivamente aquí el método de Caley es usado debido a la alta complejidad que representa la ecuación de Schrödinger- Newton para resolverse analíticamente, en ese sentido su uso caería dentro de la definición (1) de Keller (Keller, 2003). Sobre el estatus epistémico de la masa crítica 𝑚𝑐 se tiene básicamente lo mismo que para las nuevas constantes. Solo es necesario recordar dos cosas: primero que ésta no es una constante de la naturaleza, es más bien un límite como lo puede ser la velocidad terminal o la velocidad de escape de un objeto en un potencial gravitacional, por ejemplo. La segunda diferencia es que los métodos experimentales son distintos, en el caso de GRW son principalmente experimentos de interferometría, mientras que para la masa crítica son técnicas numéricas. Por último, los experimentos necesarios para poner a prueba las predicciones de la teoría, i.e. para corroborar el valor de 𝑚𝑐 , después del cual el sistema colapsaría espontáneamente, involucran fenómenos de difracción molecular y su relación con la teoría de gravedad semiclásica es la misma relación que los dispositivos guardan para GRW. En ambos casos se requiere de nuevos desarrollos que puedan poner a prueba las predicciones novedosas, pues simplemente la tecnología actual no nos lo permite. La
228 JAVIER BERJÓN DE GORTARI Argumentos de Razón Técnica, nº 25, 2022, pp. 211-233 función de los dispositivos de difracción molecular en este caso puede analizarse bajo el mismo esquema que presentamos para GRW y su instrumentación respectiva. Formulo la tesis de que las diferentes tecnologías y avances experimentales juegan fundamentalmente dos papeles en los dos casos que analizamos: por un lado, pueden nutrir o alimentar a las teorías con nueva información que ayude a reformular o refinar éstas, y por otro lado son los actores decisivos en el contexto de su falsabilidad. Más aún, también es cierto que las teorías han influido en la creación de nuevas tecnologías, ya que éstas se vuelven necesarias para cumplir su segundo rol verificacionista. Podemos ver todo esto claramente en el caso de GRW con densidad de masa, donde la trayectoria por la ruta epistémica comienza con los datos empíricos provistos por los avances tecnológicos, que dotan a la teoría con información sobre las constantes 𝛼, 𝛾; posteriormente (en dirección perpendicular), el conocimiento teórico, en forma de predicciones novedosas, nos exhorta y casi demanda a mejorar, refinar y expandir la esfera del conocimiento tecnológico, con el propósito de verificar a la teoría. El último peldaño en esta progresión consistiría en la realización de los experimentos necesarios para la falsabilidad de GRW. Con la teoría de gravedad semiclásica se tiene algo análogo. Aquí también la teoría ha sido informada por el conocimiento tecnológico, mediante modelos y análisis numéricocomputacionales. Esto a su vez exige la creación de nuevos métodos experimentales con los cuales poner a revisión final los hallazgos de la teoría. También para la gravedad semiclásica se podría argumentar que los parámetros aún no corroborados tal vez no sean conocimiento científico. Sin embargo, debemos notar que los parámetros arrojados por las técnicas numéricas y computacionales no son nuevas constantes de la naturaleza, sino un límite putativo en la masa de los sistemas, después del cual debería
DESARROLLOS TECNOLÓGICOS PARA LOS FUNDAMENTOS 229 Argumentos de Razón Técnica, nº 25, 2022, pp. 211-233 perderse el comportamiento cuántico. Vale mucho la pena decir algo sobre la dimensión sociológica de todo lo que está ocurriendo en el área de los fundamentos de la física y la mecánica cuántica, así como aquí los hemos presentado. Una primera pregunta que surge naturalmente es ¿por qué no se le presta más atención, tiempo y recursos al objetivo de corroborar nuevas teorías cuánticas? Sería muy interesante realizar un estudio sobre los recursos destinados a este objetivo en comparación con otras áreas de la física. Uno quisiera creer que los científicos tienen mucho interés en algo tan potencialmente monumental como lo sería encontrar modificaciones profundas a la teoría cuántica. Sin embargo, sabemos que algo como esto no parece haber sido el caso, por lo menos desde la época posterior a la segunda guerra mundial. Desde entonces los intereses y recursos en las ciencias físicas parecen haberse concentrado en programas y políticas pragmático-instrumentalistas, abandonando así la cara “teóricofundamental” de esta ciencia. Evidencia clara de esto es el fuerte rechazo por parte de la comunidad (encabezada y motivada por R. Oppenheimer), que sufrieron los trabajos del célebre físico David Bohm en esta área de la física. Un excelente recuento introductorio de la sinuosa senda que ha sido la historia de los fundamentos de mecánica cuántica, el problema de la medición, las teorías alternativas, así como la estrecha relación entre intereses industrialmilitar-políticos y el desarrollo teórico-tecnológico en las ciencias físicas del siglo XX es el libro de Adam Becker “What is Real?” (Becker, 2018). Conclusiones Hemos visto cómo el desarrollo tecnológico se relaciona multidimensional y no-linealmente con la formulación y falsabilidad de
230 JAVIER BERJÓN DE GORTARI Argumentos de Razón Técnica, nº 25, 2022, pp. 211-233 las teorías científicas. Estudiamos dos ejemplos en los cuales esto se pone de manifiesto: la teoría de GRW con densidad de masa y la teoría de la gravedad semiclásica. En ambos casos la tecnología involucrada juega varios papeles en la creación o adquisición de conocimiento científico. Esto hace ostensible nuestra hipótesis de trabajo, según la cual, el conocimiento tecnológico se entrelaza dinámicamente con las teorías científicas: nutriéndolas de información, de nuevas posibilidades, refinándolas o incluso refutándolas. Después se invierte esta relación de tal manera que las teorías demandan nuevos métodos experimentales y tecnológicos, que deberán ser empleados en el contexto de falsabilidad de las teorías. La dinámica es entonces de carácter complejo, pero a primer orden parece formar un círculo de retroalimentación en el cual la teoría se informa de los desarrollos tecnológicos y de igual forma éstos son construidos a partir de las teorías correspondientes. Los resultados que arrojen los experimentos de GRW y la gravedad semiclásica, una vez que la tecnología necesaria para ello se vuelva disponible, podrían tener un gran impacto para la física moderna y la filosofía de la física. En caso de que GRW no pudiera ser corroborada experimentalmente, i.e. si los resultados fueran negativos, entonces el área de fundamentos de mecánica cuántica se encontraría con un número menor de posibles teorías alternativas viables, quedando solamente la mecánica de Bohm (dejando de lado la teoría de “Muchos Mundos”, cuya veracidad por el momento no se puede someter a pruebas experimentales). La teoría de la mecánica cuántica de Bohm también arroja predicciones distintas a la cuántica estándar y es igualmente posible que en el futuro podamos ponerlas a prueba experimental. Nos encontramos pues en un momento de mediana efervescencia teórica y tecnológica en esta rama de la física, por lo que es imprescindible seguir de cerca, desde la filosofía de la ciencia y también de la
DESARROLLOS TECNOLÓGICOS PARA LOS FUNDAMENTOS 231 Argumentos de Razón Técnica, nº 25, 2022, pp. 211-233 tecnología, todo lo que ocurra con las nuevas tecnologías y sus correspondientes experimentos, que serían potencialmente un cambio revolucionario en la mecánica cuántica, nuestra teoría científica más fundamental de la materia. Referencias Adler, S. (2007). Comments on proposed gravitational modifications of Schrödinger dynamics and their experimental implications. J. Phys. A., 40, 755–764. Adler, S. L., & Vinante, A. (2018). Bulk heating effects as tests for collapse models. Physical Review A 97, 052119. Albert, D. (1992). Quantum Mechanics and Experience. Harvard University Press. Albert, D. (2015). After Physics. Harvard University Press. Bassi, A., et al. (2005). Towards Quantum Superpositions of a Mirror: An Exact Open System Analysis. Physical Review Letters, 94(3), 030401. Bassi, A., et al. (2013). Models of wave-function collapse, underlying theories, and experimental tests. Reviews of Modern Physics 85(2), 471–527. Bassi, A. (2019). Current tests of collapse models: How far can we push the limits of quantum mechanics? Optical Society of America. Beck, M. (2012). Quantum mechanics. Theory and experiments. Oxford University Press. Becker, A. (2018). What is Real? The Unfinished Quest for the Meaning of Quantum Physics. Basic Books. Bokulich, A. (2008). Reexamining the Quantum-Classical Relation: Beyond Reductionism and Pluralism. Cambridge University Press. Carlip, S. (2008). Is quantum gravity necessary? Classical and
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DESARROLLOS TECNOLÓGICOS PARA LOS FUNDAMENTOS 233 Argumentos de Razón Técnica, nº 25, 2022, pp. 211-233 Okon, E. (2014). El problema de la medición en mecánica cuántica. Revista Mexicana de Física E, 60, 130–140. Press, W., Flannery, B. P., Teukolsky, S. A., & Veterling, W. T. (1992). Numerical Recipes in C. Cambridge University Press. Salzman, P. (2006). A possible experimental test of quantized gravity. arXiv:gr-qc/0606120.
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