Heisenberg: ¿Incertidumbre o indeterminación?

Uno de los principios más populares de la física es el principio de incertidumbre de Heisenberg. Este es usado frecuentemente para ilustrar la idea de que el saber ineludiblemente tiene limitaciones. Pero, ¿es esto lo que dijo Heisenberg?  

El origen del principio se remonta al año 1926 cuando el joven Werner Heisenberg trabajaba con Niels Bohr en el Instituto de Física Teórica en Copenhague. Para este momento la teoría cuántica estaba recién nacida y los físicos contaban con dos estructuras matemáticas, formalmente equivalentes, que predecían exitosamente los fenómenos atómicos acerca de la materia y de la radiación. No obstante, las descripciones cualitativas de la teoría eran aún confusas y equívocas. En este momento, la descripción de los electrones y fotones usando los conceptos de la física clásica, como partícula, onda, posición, etc., conducían a contradicciones. Heisenberg y Bohr pasaron buena parte del invierno de 1926/27 discutiendo el problema interpretativo de la nueva teoría. Este momento ilustra bien la conexión entre física y filosofía, ya que se preguntaban cuestiones como, ¿cuáles son los límites y naturaleza del lenguaje? ¿La física debe ser solo cuantitativa o cualitativa también? ¿El lenguaje de nuestra experiencia cotidiana es necesario o puede la física tomarse la licencia de inventar uno nuevo desarraigado del sentido común? En fin, todo este tipo de cuestiones transitaron por el instituto danés ese invierno, hasta que a inicios de 1927 Heisenberg dio con el principio que le hizo famoso. 

En sus propias reflexiones, Heisenberg recuerda que fue una frase de Einstein lo que le dio la clave para llegar al principio. Y es que años atrás, en otro contexto, le había sugerido: “solo la teoría decide lo que puede observarse”. Afirmación que podría resultar desconcertante, partiendo de que en el imaginario social los físicos hacen teoría para explicar lo que observan y no al revés. Sin embargo, en este caso, la frase de Einstein resultaba iluminadora porque le permitió concluir al joven cuántico que en esta ocasión eran los conceptos clásicos los que debían reformularse, aunque se pagara el precio de alterar el sentido común. 

Fue así que Heisenberg realizó la inferencia que le llevó a las relaciones de incertidumbre, y que tendría importantes consecuencias físicas y filosóficas. En su famoso artículo, parte de la afirmación de que las matemáticas de la teoría son correctas en tanto las predicciones son correctas, sin embargo, con los conceptos habituales de la física (posición, velocidad) no se puede hacer una descripción consistente, por tanto, son estos últimos los que deben modificarse. Así, partiendo de las ecuaciones, el alemán se pregunta hasta qué punto se puede describir (medir) la trayectoria de un electrón y la respuesta fue el principio de incertidumbre. De acuerdo con este resultado matemático es imposible calcular la posición exacta de un electrón al mismo tiempo que su velocidad o viceversa. Si ganamos precisión en una, perdemos en la otra. Es la relación matemática la que impone las condiciones de observación de x y v, como le había sugerido sin querer Einstein. 

Hasta aquí las cosas pueden parecer extrañas, pero no hace falta alarmarse. Lo que dice la teoría, defendió más tarde Einstein, es que dicho principio evidencia una limitación en nuestro conocimiento porque no podemos saber las dos propiedades del electrón al mismo tiempo. Pero esto no es lo que interpretaron los físicos de Copenhague. Heisenberg afirma en su artículo: para hablar de posición hay que determinar la forma de medirla “de otra forma la palabra no tiene significado”. Para él, no cabía la posibilidad de especular acerca de la existencia de una propiedad que no puede ser descrita y medida por la teoría: “es un abuso del lenguaje”. Por tanto, cuando conocemos uno el otro queda indefinido o indeterminado. 

Así, la tesis que se defiende en este principio no es una incertidumbre debido a nuestras limitaciones teóricas o instrumentales, es algo más radical. Heisenberg establece que la realidad física es aquella descrita por la teoría, y que especular sobre una existencia más allá de esta es una tarea metafísica. La actitud del alemán es una posición difícil de clasificar filosóficamente, pero lo cierto es que había en la escuela de Copenhague un espíritu antimetafísico que identificaba la realidad física con la medida y que evitaba cualquier afirmación más allá de la experiencia y del lenguaje. Por tanto, se trata más de una tesis sobre la profunda conexión entre realidad y conocimiento: cuando medimos la posición, la velocidad no es definible. Algo que más tarde resonó con tesis como las de Heidegger o Wittgenstein que identificaron el mundo con el lenguaje, y que darían un nuevo rumbo a la filosofía. Pero eso ya es otra historia. 

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Profesora del Departamento de Filosofía de la Universidad de Guadalajara 

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Edición: Estefanía Cardeña