Alberto Lacasa

Reflexiones sobre televisión y cine

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Principio de indeterminación

¿Os acordáis de cuando llegabais a los temidos exámenes de matemáticas? Imaginad que el profesor hubiera llegado con los enunciados de los problemas y, una vez repartidos, os hubiera dicho algo así como; delante vuestro tenéis una serie 5 de problemas. Con que hagáis tres basta porque, de hecho, sólo 3 tienen solución. El tiempo empieza… ¡YA! ¡Menudo estrés! ¿A cuáles dedicas tu tiempo?

Eso es algo que le pasa a los matemáticos, lo llaman teorema de la incompletitud de Gödel y tiene mucho con que en el enunciado se hable del propio problema. Si yo digo; “Siempre miento”, además de dejar de leer el blog ipso facto, ¿podréis decirme si es cierto o falso? Si siempre miento, la afirmación debiera ser falsa. Pero, de ser verdad, debería mentir siempre.

Esto, que en este caso parece muy obvio, no siempre tiene por qué estar tan claro. Tiene mucho que ver con una cierta autorreferencia en el enunciado. Lo que los informáticos llaman (y tanto temen) recursividad. Mmmm… A los informáticos seguro que les ha recorrido un escalofrío todo el cuerpo.

Pues por si los informáticos y los matemáticos se sentían solos, a los físicos les pasa algo parecido con lo que se conoce como principio de incertidumbre o indeterminación. Y si ya altera la idea de que no todos los problemas puedan ser resueltos, cosa que acaba con la esperanza científica de explicarlo todo, lo que les pasa a los físicos es aún más doloroso.

Pensad que, para explicar lo que un objeto (o partícula) va a hacer en un futuro próximo, bastaría con saber su posición y su velocidad. Me explico. Si yo sé dónde está un coche y la velocidad que lleva, podré calcular cuánto tardará en llegar a un cierto punto.

Y un día Heisenberg, un gran físico cuántico, se dijo; vale, entonces, quiero saber la posición de un electrón para poder predecir qué va a pasar con una partícula en concreto. Pero, ¿cómo? Un electrón es algo muy pequeño. Imagina que, para verlo, lanzamos un fotón (la unidad mínima de luz posible). El problema es que, aunque el fotón sea pequeño, el electrón también lo es. E, inevitablemente, lo desplazaremos y variaremos su velocidad.

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Es como si tuviéramos una canica que, para verla, sólo tenemos la opción de lanzar otra y que choque contra ella. Está claro que la canica de la que queremos saber la posición y velocidad verá variada tanto la velocidad como la posición. Y la solución no pasa por mejorar nuestras máquinas porque no tiene nada que ver con la sensibilidad de estas, sino con cómo es la materia. Porque el observador altera lo observado. Ya vimos un ejemplo de esto, ¿no?

Es un cambio enorme en la forma de entender la física. Hasta el s. XX, la física había sido determinista; sabiendo la posición y la velocidad del coche y podíamos determinar dónde estaría pasado un tiempo. Pero ahora es probabilística, porque lo más que sabemos es con qué probabilidad está una partícula en un punto.

Además de dar un vértigo horrible desde el punto de vista intelectual, el principio de indeterminación permite cosas increíbles. Un fenómeno curioso es que impide que haya un sólo punto en el Universo vacío, libre de partículas. ¿Por qué? Porque este principio sólo nos permite saber la probalidad de lo que hay, pero restringe la certeza. Y, de haber un punto vacío,sabríamos lo que hay (nada). Por tanto, no es posible.

Recuperemos al profesor de matemáticas, pero esta vez dando clase de física (era típico que el profesor de ciencias repitiera en alguna asignatura). Llegaba a clase y, sin decir nada antes, soltaba; “a ver, problema; lanzamos una pelota desde un sexto piso. Cuando bote, ¿a qué altura llegará?”. Y entonces cometías aquel error imperdonable de que la energía no fuera igual al principio que al final. Y tocaba escuchar aquel peñazo de frase; “niño, la energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma”.

Pues eso es porque tu profesor no conocía las partículas virtuales, que se distinguen de las reales básicamente porque se dedican a saltarse a la torera todas las leyes de conservación, entre ellas la de la energía. El problema es que tienen una vida tan corta que, por culpa del principio de indeterminación, no somos capaces de detectarlas (aunque sí podemos medir sus efectos).

Años después de salir del colegio, cuando descubrí esto, me quedé con las ganas de volver al colegio y decirle a aquel profesor, que en mi caso tiene nombre y apellidos, que mi pelota era virtual y que, por eso, no sólo no cumplía la ley de conservación de la energía sino que, además, era imposible saber a qué altura había llegado. Sí, me hubiera echado de clase, pero me hubiera quedado tan a gusto…