Volumen 11 de la Historia Universal Planeta dirigida por fontana, J. Barcelona, Planeta, 1992. Isbn: 84-320-9531-1 (84-320-9520-6 Obra completa)

La fórmula de Planck por la que se establecía una igualdad entre la energía concebida como discontinua y la energía considerada continua, en función del carácter ondulatorio de la frecuencia, resultaba completamente extraña para los físicos de la época. Sólo Einstein comprendería el problema en toda su magnitud, al postular en 1905 la existencia de partículas de la luz -fotones-, y con ello establecer el carácter corpuscular y ondulatorio de la luz. Una posición que gozó de la animadversión del resto de los físicos, entre ellos el propio Planck, que atrapados por la teoría ondulatoria de la luz, dominante desde la segunda mitad del siglo XIX, no podían concebir un comportamiento a primera vista tan contrario con los postulados de la física. Tan sólo en 1922, con la introducción del efecto Compton y el desarrollo de la Mecánica Cuántica a partir de 1926-27, la solución propuesta por Einstein se abrió camino. En 1906 Planck había identificado el cuanto de acción, estableciendo además su carácter de constante universal, pero aún no había llegado a la conclusión de que dicho descubrimiento suponía introducir la discontinuidad en la física. Fue Ehrenfest el primero en señalar que la teoría de Planck constituía una ruptura con la teoría clásica, al indicar que la cuestión fundamental de la teoría de Planck radicaba en el tratamiento probabilístico del campo. A conclusiones similares, pero por caminos distintos, llegó Einstein en las mismas fechas, al defender que durante la absorción y la emisión la energía de un resonador cambia discontinuamente en un múltiplo entero. Einstein insistió en 1909 en la necesidad de proceder a una profunda reforma de la teoría clásica de la radiación y, por tanto, abandonar la interpretación clásica de la teoría de Planck, al resaltar que ésta se aparta del tratamiento estadístico realizado por Boltzmann para la teoría de los gases, debido a la incorporación de elementos de energía discontinuos y múltiplos enteros de una constante universal, el cuanto de acción, multiplicada por la frecuencia. Einstein fue más allá, cuando se refirió a la necesidad de introducir la discontinuidad en la física no sólo en lo referente a la teoría del cuerpo negro, ya que ésta excedía el marco de interacción entre materia y radiación. El siguiente gran paso no se produjo hasta 1913, cuando Niels Bohr aplicó la distribución cuántica de la energía para explicar el comportamiento de los electrones en el seno de la estructura atómica. Bohr resolvió así las dificultades del modelo atómico de Ernest Rutherford, al explicar por qué el átomo no emitía radiación de forma continua y los electrones no se precipitaban sobre el núcleo permaneciendo en órbitas estacionarias. Sin embargo, el modelo atómico de Bohr no estaba exento de dificultades teóricas, debidas a la introducción del cuanto de acción para explicar las transiciones energéticas del electrón. Ello implicaba que las transiciones entre los diferentes estados energéticos del átomo se producían mediante saltos cuánticos, algo que resultaba absolutamente incompatible con la teoría clásica que postulaba transiciones continuas de un estado de energía a otro. La dificultad se veía agravada por el recurso en la misma teoría a los principios de la mecánica y el electromagnetismo clásicos, para definir la carga y la masa del electrón y del núcleo atómico. La utilización dentro del mismo modelo atómico de dos teorías, la clásica y la cuántica, incompatibles entre sí generaba enormes dificultades teóricas, que no fueron resueltas hasta la aparición de la Mecánica Cuántica en 1926-27. Los experimentos de James Frank y Gustav Hertz de 1914 demostraron que la cuantización de los niveles de energía de los átomos constituía una propiedad de la materia muy general, incompatible con la teoría corpuscular clásica de la materia, pues para ésta última la energía en un sistema de corpúsculos clásicos es una magnitud continua. En 1917, Einstein propugnó una nueva deducción de la fórmula de radiación de Planck, con el fin de resolver el problema de cómo explicar la frecuencia y la intensidad que acompaña a toda vibración armónica, mediante la sustitución del concepto clásico de intensidad de la radiación por el concepto estadístico de probabilidad de transición de un estado estacionario a otro. Con ello Einstein destacó el carácter fundamental de la descripción estadística. Sin embargo, las investigaciones sobre dispersión y difusión de la luz, realizadas entre 1921 y 1925 por Landenburg, Kramers y Heisenberg, pusieron de manifiesto que la formulación introducida por Einstein, de la probabilidad de transición basada en la mecánica estadística, resultaba insuficiente para explicar la intensidad de una onda. La publicación de un artículo de Werner Karl Heisenberg, en 1925, representó un salto cualitativo en la resolución de los problemas que aquejaban a la teoría cuántica del átomo de Bohr, al proponer la necesidad de abandonar el concepto clásico de órbita electrónica e introducir un nuevo formalismo matemático, que sería desarrollado inmediatamente por Max Born y Pascual Jordan, consistente en la aplicación de la matemática de matrices. Nacía así la mecánica matricial, sobre la que se fundaría la Mecánica Cuántica. Paralelamente, Dirac llegó a resultados similares en Cambridge. Por las mismas fechas, 1924-1926, se desarrolló la Mecánica ondulatoria por Louis De Broglie y Erwin Schrödinger. De Broglie generalizó la dualidad onda-corpúsculo de la luz, establecida por Einstein en 1905 para el caso del electrón, señalando que esta dualidad se encontraba íntimamente asociada a la existencia misma del cuanto de acción. Se trataba, en definitiva, de asociar al movimiento de todo corpúsculo la propagación de una onda, ligando las magnitudes características de la onda a las magnitudes dinámicas del corpúsculo, mediante relaciones en las que intervenía la constante de Planck. Su propuesta encontraba serias dificultades teóricas, pues había sido desarrollada desde la óptica geométrica, cuyos resultados eran problemáticos de aplicar en el interior del átomo, lo cual planteaba la necesidad de desarrollar una nueva mecánica de carácter ondulatorio, que resolviese tales dificultades e incorporase los resultados de De Broglie. Esta nueva mecánica ondulatoria fue desarrollada por Schrödinger en los primeros meses de 1926, en ella señaló que los estados estacionarios de los sistemas atómicos podían representarse por las soluciones propias de una ecuación de ondas, cuyo formalismo matemático encontraba fundamento en la solución de Hamilton respecto de la analogía formal existente entre los sistemas mecánicos y ópticos. La situación no podía dejar de ser más confusa. Por una parte, el desarrollo de la nueva mecánica matricial ofrecía una teoría que resolvía matemáticamente los problemas que habían aquejado a la primera teoría cuántica, sobre la base de la consideración corpuscular del electrón, obviando su posible comportamiento ondulatorio. Por otra parte, la mecánica ondulatoria de Schrödinger se basaba en el comportamiento ondulatorio del electrón y obviaba el posible carácter corpuscular del electrón. Dos teorías que en principio parecían radicalmente contradictorias, alcanzaban sin embargo resultados similares. La situación se complicó aún más por la interpretación clásica que Schrödinger hizo de la ecuación de ondas, que perseguía eliminar los saltos cuánticos y la discontinuidad de los procesos atómicos, sobre la base de interpretar la función de onda de su ecuación desde la perspectiva de la teoría clásica de la radiación electromagnética. En otras palabras, interpretó la teoría cuántica como una simple teoría clásica de ondas, en la que era negada categóricamente la existencia de niveles discretos de energía. La interpretación clásica de Schrödinger encontró una gran audiencia entre los físicos, pues eliminaba el contrasentido de los saltos cuánticos que amenazaba a todo el edificio de la física clásica. Dicha interpretación fue contestada por Niels Bohr, Werner Heisenberg y Max Born. Fue Max Born quien resolvió la polémica y clarificó la situación, mediante su interpretación estadística de la ecuación de ondas de Schrödinger, al poner de manifiesto el carácter equivalente de la mecánica matricial y la mecánica ondulatoria. Born sostenía que en los procesos individuales no era posible determinar con exactitud el estado de la partícula, sino que sólo podía establecerse la probabilidad del estado de la partícula, como consecuencia de la existencia del cuanto de acción. De esta manera, la función de la ecuación de ondas debía ser interpretada como la probabilidad de encontrar al electrón en el espacio de configuración determinado por el cuadrado de la función de ondas, no siendo posible una determinación exacta de la posición del electrón. En otras palabras, Born demostró que la ecuación de ondas de Schrödinger sólo podía ser interpretada de una forma probabilística. La interpretación probabilista de la mecánica cuántica realizada por Max Born, completada por la teoría de la transformación de Dirac y Jordan, constituyó un avance sustancial en la comprensión del significado de la nueva mecánica cuántica, al señalar el carácter físico de la probabilidad cuántica. La interpretación estadística de Born constituía una profunda ruptura con los conceptos y los fundamentos epistemológicos de la física clásica, al establecer que la nueva mecánica cuántica, basada en la discontinuidad y el carácter probabilístico de las predicciones físicas, debía sustituir en el nivel cuántico, al menos, a la mecánica newtoniana. La aparición en 1927 del artículo de Heisenberg en el que establecía las relaciones de incertidumbre como un principio físico fundamental, al postular que no era posible conocer simultáneamente la posición y el impulso -velocidad- de una partícula, no hizo sino profundizar dicha fractura epistemológica, al romper radicalmente con la antigua pretensión de la Física Moderna de alcanzar, mediante el conocimiento completo de todos los fenómenos físicos del Universo en un instante dado, la determinación absoluta hacia el pasado y hacia el futuro de todos los fenómenos físicos del Universo, en función de la validez universal del principio de causalidad estricto, origen y fundamento de la representación determinista de la Modernidad. Para poder apreciar el papel que desempeñó el principio de incertidumbre en la renuncia del principio de causalidad estricto, conviene recordar que en la mecánica clásica son justamente los valores iniciales y los ritmos iniciales de cambio de todas las variables mecánicas, que definen el estado de un sistema dado, los que determinan los movimientos futuros del sistema en cuestión. Sin embargo, de acuerdo con el principio de incertidumbre, existe una limitación fundamental, derivada de las mismas leyes de la naturaleza en el nivel cuántico, consecuencia de la existencia del cuanto de acción, que hace imposible la predicción determinista del comportamiento de los procesos físicos cuánticos, debido a su naturaleza esencialmente probabilística. Las consecuencias epistemológicas que se desprendían de la nueva Mecánica Cuántica eran de tal magnitud que daban al traste con los presupuestos epistemológicos hasta entonces tenidos por básicos para la construcción de toda teoría física, hasta el punto de replantear el propio concepto de realidad sobre el que se había sustentado la construcción de la Física Moderna desde su nacimiento. Ello provocó una fuerte polémica entre los defensores y detractores de la mecánica cuántica, centrada en el alcance de las consecuencias epistemológicas y la interpretación que debía realizarse de la nueva teoría cuántica. La fractura era tan radical que tanto Planck como Einstein se negaron hasta su muerte a aceptar los resultados de la mecánica cuántica, al considerar que significaba el fin de la física como teoría comprensiva de la Naturaleza. La destrucción de la validez universal del principio de causalidad estricto, y con ella el desmoronamiento de la representación determinista característica de la época Moderna, introducía una nueva manera de representar la Naturaleza con hondas repercusiones sobre la configuración del Saber actual. La razón de tal aserto se encuentra en el papel central que la representación determinista ocupó en la episteme clásica, extendiéndose desde ahí a todos los ámbitos del Saber occidental, dando razón de ser de la representación de la Naturaleza, del Universo y de la Sociedad sobre los que se había fundamentado la cultura occidental de los últimos tres siglos. Con la mecánica cuántica esta pretensión totalizadora de la representación determinista es despojada de su pretendido carácter científico, la validez del principio de causalidad estricto como condición sine qua non para la existencia de toda posibilidad de conocimiento era eliminada. La crisis de los fundamentos que se desarrolló entre el último tercio del siglo XIX y la revolución científica del primer tercio del siglo XX en el campo de la Física encontraría correlato durante el período de entreguerras en la denominada, por los contemporáneos, crisis de la civilización occidental que afectó a los círculos ilustrados de la opinión pública europea durante los primeros años del decenio de 1920. En este período se encuentran los orígenes históricos de la profunda crisis que atraviesa el Saber y la cultura occidentales, entendida ésta como el desmoronamiento de los códigos elementales sobre los que se sustentó el pensamiento occidental en la época moderna. La quiebra de la representación determinista se reveló, desde esta perspectiva, en toda su magnitud; su recuperación, su reconstrucción devinó así una tarea imposible, como fue imposible también retornar al Saber medieval después de Newton. La situación por la que atraviesa la cultura occidental desde entonces se caracteriza por su condición abierta, en el sentido de que la nueva episteme, la nueva configuración del Saber no ha concluido aún, dando lugar a una representación acabada de la Naturaleza, el Universo y la Sociedad, como ocurrió en la época clásica. El Saber actual no ha sido todavía normativizado, al igual que en los siglos XVI y XVII la representación de la Naturaleza procedente de la revolución científica moderna no había sido cerrada

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