La incertidumbre cuántica no está toda en la medida

Artículo publicado por Geoff Brumfield el 11 de septiembre de 2012 en Nature News

Se demuestra la falsedad  de una interpretación común del principio de incertidumbre de Heisenberg.

Contrariamente a lo que se enseña a muchos estudiantes, la incertidumbre cuántica puede no estar siempre en el ojo del que mira. Un nuevo experimento demuestra que medir un sistema cuántico no siempre introduce necesariamente incertidumbre. El estudio derroca una explicación común en las aulas sobre por qué el mundo cuántico parece tan difuso, pero el límite fundamental a lo conocible en las menores escalas sigue sin cambios.

Incertidumbre © by TMAB2003


En las bases de la mecánica cuántica se encuentra el principio de incertidumbre de Heisenberg. Expresado simplemente, dicho principio afirma que existe un límite fundamental a lo que se puede conocer acerca de un sistema cuántico. Por ejemplo, cuanta mayor precisión se tenga sobre la posición de una partícula, menos se sabrá sobre su momento, y viceversa. El límite se expresa como una ecuación simple que es fácil de demostrar matemáticamente.

Heisenberg a veces explicó el principio de incertidumbre como un problema al realizar medidas. Su experimento mental más famoso implicaba la fotografía de un electrón. Para tomar la imagen, un científico tendría que hacer rebotar una partícula de luz sobre la superficie del electrón. Esto revelaría su posición, pero también impartiría energía al mismo, provocando su movimiento. Conocer la posición del electrón crearía una incertidumbre sobre su velocidad; y el acto de la medida produciría la incertidumbre necesaria para satisfacer el principio.

Los estudiantes de física aún aprenden esta versión de medida-perturbación del principio de incertidumbre en las clases introductorias, pero resulta que no siempre es cierto. Aephraim Steinberg de la Universidad de Toronto en Canadá y su equipo han realizado medidas sobre fotones (partículas de luz) y demostraron que la medida puede introducir menos incertidumbre de la requerida por el principio de Heisenberg1. La incertidumbre total de lo que podemos saber sobre las propiedades del fotón, sin embargo, sigue por encima del límite de Heisenberg.

Medidas delicadas

El grupo de Steinberg no mide la posición y momento, sino dos propiedades interrelacionadas distintas del fotón: sus estados polarizados. En este caso, la polarización a lo largo de un plano está intrínsecamente ligada a la polarización del otro, y por el principio de Heisenberg, existe un límite a la certidumbre con la que podemos conocer ambos estados.

Los investigadores realizaron una medida ‘débil’ sobre la polarización del fotón en un plano – no lo suficiente como para perturbarlo, pero suficiente para producir un cambio apreciable en su orientación. Luego midieron la polarización en el segundo plano. Realizaron una medida exacta, o ‘fuerte’, de la primera polarización para ver si se había visto perturbada por la segunda medida.

Cuando los investigadores realizaron múltiples veces el experimento, encontraron que las medidas de la polarización no siempre perturbaban el otro estado tanto como predecía el principio de incertidumbre. En el caso de la medida fuerte, la incertidumbre inducida fue menos de la mitad de la predicha por el principio de incertidumbre.

No te entusiasmes demasiado: el principio de incertidumbre aún se mantiene, dice Steinberg: “Finalmente, no hay forma de que puedas medir con precisión [ambos estados cuánticos] a la vez”. Pero el experimento demuestra que el acto de la medida no es siempre lo que provoca la incertidumbre. “Si ya hay una gran cantidad de incertidumbre en el sistema, entonces no hay necesidad de ruido para la medida”, dice.

El último experimento es el segundo en hacer una medida por debajo del límite del ruido de incertidumbre. A principios de año, Yuji Hasegawa, físico de la Universidad Tecnológica de Viena en Austria, midió grupos de espines de neutrones y derivó los resultados muy por debajo de lo que se predeciría si las medidas insertaran toda la incertidumbre al sistema2.

Pero los últimos resultados son el ejemplo más claro de por qué la explicación de Heisenberg era incorrecta. “Esta es la prueba experimental más directa de la incertidumbre medida-perturbación  enel principio de incertidumbre de Heisenberg”, dice Howard Wiseman, físico teórico en la Universidad de Griffith en Brisbane, Australia. “Esperemos que sea útil para los escritores de libros de texto ya que ahora saben que el ingenuo argumento de la relación medida-perturbación es incorrecto”.

Sacudirnos de encima la vieja explicación de medida-incertidumbre puede ser difícil, no obstante. Incluso tras realizar el experimento, Steinberg aún incluye una cuestión sobre cómo las medidas crean incertidumbre en un reciente trabajo encargado a sus estudiantes. “Solo cuando estaba empecé a evaluarlo me di cuenta de que el trabajo que había encargado era incorrecto”, dice. “Ahora tengo que ser más cuidadoso”.


Nature doi:10.1038/nature.2012.11394

Artículos de Referencia:
1.- Rozema, L. A. et alPhys. Rev. Lett. 109, 100404 (2012).
2.- Erhart, J. et alNature Phys. 8, 185–189 (2012).

Autor: Geoff Brumfield
Fecha Original: 11 de septiembre de 2012
Enlace Original

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Comments (54)

  1. jUAN

    ¿Pero esto ya se sabía no? Que la incertidumbre es intrínseca de la naturaleza.

    • Dr. Schrödinger antes de hacerse budista

      Sí. Pero muchos aún le siguen dando vueltas (la parida de las variables ocultas y otras chorradas similares). En realidad, la MC es clarísima al respecto, y esto de la perturbación de la medida no es que sea ya una interpretación gratuita, es que no tiene nada que ver con los principios de la MC. Es un calzador mental que emplean algunos para evitar que les colapsen otras ideologías incompatibles con esto.

      «Si ya hay una gran cantidad de incertidumbre en el sistema», es la frase para subrayar. Y en realidad tampoco es incertidumbre, porque el sistema está perfectamente definido, en realidad más definido de lo que es (aparentemente) la mecánica newtoniana. Lo que no quieren tragar ni con inyectores es que esa definición implica contigencia y puro azar.

  2. Información Bitacoras.com…

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  3. Fandila

    En el fondo aparte el problema de las medidas lo que subsiste es el principio aleatorio del comportamiento material. Solo los cuantos, la cuantificación de la materia, o lo que es lo mismo sus sucesivas combinaciones cuantificadas pueden ir reduciendo progresivamente ese indeterminismo, pues la probablidad de que se presente en lo “más macro” es menor, ya que el estado global resultante significa una anulación de los caos internos o elementales, o de caos micro, que supone una mayor “resolución” de las propiedades . Es gracias a este indeterminismo residual en mayor o menor cuantía siempre presente, que la materia evoluciona.

    • Dr. Schrödinger antes de hacerse budista

      Bueno, lo que pasa es que a nosotros, “aparentemente” nos “parece” que el mundo macroscópico está menos “borroso” que el cuántico. Pero esto es otra subjetividad como el Everest de grande. Es cierto que a nivel de mecánica estadística los objetos macroscópicos presentan unos niveles de incertidumbre en una escala más contenida, pero eso es a corto plazo, porque a largo plazo la situación es totalmente abierta, o incluso peor que a nivel cuántico, puesto que a nivel cuántico las posibilidades de un electrón son limitadas, y a nivel macroscópico son virtualmente ilimitadas.

      Así que no sé.

  4. Fandila

    Criticar o reponder a estas cuestiones es un sano ejercio en la búsqueda de su posible certeza. Como se dice, más ven cuatro ojos que dos.

  5. [...] pm y archivada en Fí­sica. Puedes seguir cualquier respuesta a esta entrada a través del feed RSS 2.0. Puedes dejar una respuesta, o trackback desde tu propio sitio web. [...]

  6. el tonto del pueblo

    Lo seguro es que la incertidumbre esta en nuestra cabeza. Puede darse el caso que a la naturaleza el de igual el determinismo y el indeterminismo, si bien a nosotros nos lleva de culo.

    • Dr. Schrödinger después de la jartá budista

      Va a ser que no. No creo que la figura geométrica “esfera” le dé igual a la naturaleza (dando por bueno el antropomorfismo supongo que jocoso), pero lo que está claro es que a partir de un umbral el equilibrio gravitatorio frente a la cohesión de la materia lleva sí o sí a este tipo de formas, más o menos deformadas a elipsoides de revolución si el objeto rota (que todo son inercias).

      A la naturaleza, siguiendo el antropomorfismo gratuito, “no le da igual” el determinismo y el indeterminismo. Claramente funciona según principios que se identifican plenamente con el azar y la contingencia, en todas sus expresiones amplias tanto estadísticas cuanto termodinámicas. Lo que no se ve por ninguna parte, igual que los planetas cúbicos de la ciencia-ficción naif, es el determinismo. O, mejor dicho, sólo se le ve en la cabeza de (algunos) humanos.

      • ¡Cuánta razón llevas amigo!

      • el incertidumbres

        Tío, soy un autodidacta con muy mala memoria, pero se de sobra que sentencias categóricas como la tuya están destinadas a caer por su propio peso, agujeros negros, la gravedad, sistemas binarios, materia oscura, mucha gente dijo categóricamente y apoyado en “pruebas” que no eran mas que cuentos, y hoy están hay y quien los niegue se tendrá que prepararse para las mofas, que de forma “natural” no se crean planetas cúbicos, a ver como empiezo, que dices tu de tu eufemismo de naturaleza, se te llena el teclao con la termodinámica, vete tu a hablarle de termodinámica a un agujero negro, una estrella de neutrones, y demas fauna exótica que puebla este universo del cual no vemos una mierda en términos de “espacio-tiempo”, alguien te hablo de la forma de los exo-planetas, yo solo leí sobre masa, y un sistema con dos, tres o mas estrellas, que tipo de interacción gravitacional, como serian las mareas gravitacionales, y si un sol esta gravitando en la parte externa? y sin ser estrellas, tres super jupiters con órbitas “exóticas” pero claro eso es mucho imaginar y seguro que es imposible, por dios así va la ciencia.

        Te voy a traducir una cosa, a tu mano le afecta en algo que las cosas mas pequeñas en las que la puedes dividir la materia de la que esta echa sea un caos total? no es mano y tu no sabes por que no se desintegra o por que si la puedes medir (una pista es un problema de escala) si esas sub-particulas son las mismas que las mías por que es una piedra, por azar se ordenan asi y asi quedan?, joder que contradictorio me suena todo, no se lo flipo en este planeta hay demasiado azar me parece ami.

        La mano sigue siendo mano, la tierra sigue siendo tierra y tu un prepotente que explica las cosas con azar… así vamos aver listo, por que si tengo átomos, y esos átomos sub-partículas y las sub-partículas se rigen por esa incertidumbre, he tenido la suerte que todas decidan unirse para hacerme? me suena a gilipollez de ser el elegido o algo así, tiene que haber algo por lo cual algo es lo que es y lo otro no, estamos mirando un mundo muy pequeño en que nuestras normas no funcionan , y en vez de ver lo que pasa he intentar descifrarlo, es azar, no es nada relevante, pero bueno asi va la religión, perdón la ciencia, que lapsus…

        • Dr. Schrödinger gazing at human foolishness

          Qué empanada mental, ¿no? xD.

          Si te has quedado a gusto, todos felices.

      • Jie Qi

        Atribuir al azar el principio último de los mecanismos intrínsecos de la materia/energía es bastante pueril. Supone afirmar: como no soy capaz de formularlo, debe ser aleatorio. Esto frena el impulso del conocimiento. Sería más provechosa una actitud del tipo: todavía no lo entiendo, luego he de indagar a mayor profundidad.

        • Dr. Schrödinger do not like cheap rotten-philosophy

          Perseguir unicornios afecta a las neuronas (véase magufería). Eso está demostrado también. De hecho, una de las mayores obras de la literatura trata precisamente de eso, y admite muchas lecturas (una de ellas que la persona cuerda que sigue al cazador de unicornios acaba tan tarada como él).

          Lo que dices no tiene ni pies ni cabeza, y francamente, es un completo desvarío pensar que el universo tiene un guión preprogramado. Ni yo he dicho las cosas que dices, ni lo que dices tiene el menor sentido. La naturaleza es una baraja de cartas: sabes todas, pero no cuál va a salir. Cuánto más sabemos, más evidente es este escenario, en todos los niveles, desde el ruido de fondo hasta el caos matemático.

  7. el tonto del pueblo

    Vamos a ver, determinismo y azar son dos nociones humanas que surgen al intentar conceptualizar lo experimentado, siendo capaces de elaborar una explicacion efectiva de ello. En tal sentido se tratan de metaforas explicativas humanas y com tales estan en nuestra cabeza y solo responden a nuestra voluntad de comprender.
    De la misma manera que en realidad no existen esferas (la esfera es una ficcion, una metafora explicativa), ni lineas rectas ni cuerpos geometricos sino en apariencian, en la naturaleza fe no fer existe tampoco ni azar ni determinismo, sino en apariencia, o sea, com artilugio interpretativo o instrumento necesrio para simular y recrear de forma humanamente comprensible y efectiva

    • Dr. Schrödinger pissing himself

      No, el azar no es una noción humana. Es una noción adquirida a través de las matemáticas, es decir, a través de la ciencia empírica. No es un concepto cultural. No lo encontrarás en el pasado anterior a su formulación matemática.

      El determinismo sí es un concepto cultural, heredado de cosmovisiones de etnias, culturas y civilizaciones.

      Jugar con las palabras no lleva a ningún sitio. Naturalmente que existen esferas: coges un cacho de madera y lo pules con esa forma. Lo que quieres decir es que el concepto geométrico (euclidiano, para más INRI) matemático es una abstracción. Pero esferas… spheres, spheres everywhere xD.

      Perderse en palabrería sólo lleva a la diarrea mental.

  8. MR

    Hay efectos cuánticos en el mundo macroscópico, lo que ocurre es que son difíciles de percibir. Y aquí está la cuestión: son difíciles de percibir porque el determinismo, aunque sea antrópico, es un hecho evidente. Esto nos llevaría a una discusión más extensa acerca de la filosofía de la ciencia en sus diversas variantes: positivista, trascendentalista, etc.

  9. Fran

    Estimados Todos: No siendo especialista hay un punto inicial en todo esto que me causa cierta confusión y sólo espero de ustedes alguna aclaración. Entiendo que el principio de incertidumbre relaciona con proporción inversa la presición en la medida de la posición y el momento de una partícula. Pues bien el momento considera masa y velocidad, por tanto no sería esperable que al realizar pruebas sobre fotones (sin masa) debería lógicamente encontrarse un valor distorcionado de la incertidumbre?

    • Fandila

      Lo de la no masa del fotón, Fran, no es nada preciso,pues depende de su velocidad interna,sus componentes, campos magnéticos y eléctricos. Cuanto mayor sea la frecuencia esta velocidad de sus ondas y campos es mayor (Eso significa la velocidad de oscilación proporcional a la frecuencia de la onda fotón), la energía o energía-masa que es equivalente según e=mc^2 se incrementa con esa velocidad, no con c que se considera constante para el medio vacío. La masa aparece o se da debido a la velocidad de oscilación, a mayo frecuencia más masa, pues la masa es energía. Por otra parte es lo lógico, el fotón tambien encuentra un impedimento al moverse aún en el vacío, aunque sea el menor impedimento que se dé, su masa es insignicantemente pequeña.

      • Dr. Schrödinger pissing himself

        Porra de teclado.

        Uno pensaba que a estas alturas la ultra-archi-mega-famosa fórmula del dr. Unapiedra (Einstein), la tal E=mc² era superconocida. La energía de cualquier fotón electromagnético es E=hν, donde h es la constante de Planck y ν la frecuencia de dicho fotón electromagnético. Ahí tienes la relación directa entre masa y energía asociada a un fotón.

        • Fandila

          La teoría actual asi lo admite, la energía E=hf es una simplificación debida a la constante de Planck como el mínimo de energía que pueda darse (En nuestra macrodimensión). Si nos fijamos la frecuencia no deja de ser una velocidad(La de oscilación) que es asimilable con una velocidad cuadrática… y h puede asimilarse a una masa, según Einstein, por la equivalencia de su famosa fórmula, lo que está archicomprobado. ¿Dónde entraría c^2?: De considerar la aniquilación. Pero no hay por qué, aunque vaya implicito en la energía de la masa. Sería difícil exponer aquí la teoría completa, y entre otras cosas porque no nos es fácil de asimilar. Partícularmente yo hago una derivación o apartado partícular a la manera que yo lo entiendo

    • Dr. Schrödinger pissing himself

      Uno pensaba

  10. Helena Gómez

    La incertidumbre cuántica lleva a una certeza cuasi absoluta en los fenómenos macroscópicos. Supongamos un experimento muy conocido y que ha llevado a desarrollos técnicos muy extendidos: un reactor nuclear. No podemos predecir si un átomo determinado se desintegrará, ni cuando lo hará, sin embargo sabemos que cada cierto tiempo se desintegran un cierto número de átomos, con lo cual podemos asegurar que cada cierto tiempo el reactor producirá una cierta cantidad de energía, y esto es lo que en realidad importa.

    • Dr. Schrödinger pondering

      Eso de certeza cuasi absoluta… como que no. Lo que pasa en un reactor nuclear es que no nos importa qué átomos se desintegren, porque lo que cuenta es que lo haga un determinado número de ellos (que es lo que pasa). Pero si el reactor nuclear dependiera de que fuesen unos átomos concretos y no otros, entonces estábamos listos. Lo que pasa es que los efectos cuánticos a nivel macroscópico se sumergen en una especie de ruido de fondo general, y como en muchos fenómenos, hablando mal y pronto, “es como si” se cancelasen unos a otros (tipo el movimiento browniano), el resultado es que todo ese ruido tiene una incidencia a largo plazo, no a corto plazo (naturalmente ya no imposible de predecir, sino siquiera de determinar). Por lo demás, nuestras “certezas” macroscópias no dejan de ser probabilidades igualmente, las cosas funcionan por mecánica y termodinámica estadística (que en último término podemos atribuir a efectos cuánticos), y eso de que las cosas sean determinadas o cuasi… nanay.

      Veamos por ejemplo el tiempo meteorológico: podemos predecirlo con probabilidades del 99% a 24-48 horas, a un año ni el 20% (que es como jugar a la bonoloto), a medio plazo olvídate, más allá de puras generalidades, y así sucesivamente. Y esto es con casi cualquier fenómeno físico (o sea: cualquier fenómeno), salvo que esté estabilizado por retroalimentación (y que tampoco es para estar seguros, porque ningún sistema está aislado).

      • justo

        Permíteme insistir en la argumentación empleada por Elena Gómez: no podemos predecir cuándo un átomo inestable se desintegrará, pero sí podemos predecir, con gran precisión, cuándo se habrá desintegrado la mitad de los átomos existentes en un principio. Hablar de aleatoriedad en semejante proceso me parece erróneo, puesto que en un proceso aleatorio cualquier predicción es imposible. Es evidente que dicho proceso está determinado por una causalidad que se escapa a nuestra percepción.

  11. Fandila

    Así viene a ser. Vivimos en una aproximación, que nos vale.

    • IHR

      Supongo que una aproximación del 99,9999….% con un número de nueves decimales del orden de 10 elevado a tropecientos mas o menos ¿No? A mi desde luego si me vale prácticamente como certeza.

      • Dr. Schrödinger kidding

        No, no vale como certeza porque no lo es. Certeza es P(x)=1, se llama así además, certeza matemática. Esa es su definición. Y no es algo sutil ni desde luego negligible, en realidad es un pilar del Cosmos.

        Que tú quieras columpiarte porque tienes 1 probabilidad entre cinco trillones de fallar, es riesgo tuyo si lo quieres correr. Pero eso no es certeza ni cuasi certeza, porque tendrías una probabilidad de cagarla. ¿Te suena la ley de Murphy? xD

        • IHR

          No solo yo. Me juego doble contra sencillo a que tu también te columpias voluntariamente todos los días de tu vida sin que te acose la incertidumbre. ¿Acaso no has montado nunca en un avión? ¿No subes a ningún edificio por encima del bajo? Pues si lo has hecho ¡Ten cuidado! No vaya a ser que les de a tus átomos por atravesar todos a la vez el suelo del avión o del piso (por eso del efecto túnel cuántico) y te la pegues contra el suelo de más abajo. Aunque si confías en esas posibilidades, quizás atravieses también todo el globo terráqueo y salgas indemne por el otro extremo

          • Dr. Schrödinger, not his cat

            Estás confundiendo cosas. Tus palabras literales son “prácticamente una certeza”. No, no lo es. Si hablas en lenguaje formal, lo que dices no puede ser por todos los motivos, vamos; ahora, si estás en charleta de cafetería entonces no digo nada, porque lo que hoy es blanco mañana es negro.

            Una fuente de confusión continua es meter en danza continuamente la voluntad humana: “es casi como”, “a mí me parece que”, “para hacer esto que vamos a hacer”. Para hacer infinidad de cosas que hacemos no necesitamos a la ciencia, la especie humana lleva haciendo de todo desde mucho antes, y desde que registramos la historia por escrito nuestra especialidad es matarnos. Pero todo esto no va a hacer que lo que NO es una certeza se vuelva una certeza.

            Ni el avión viene a cuento ni nada de nada. Mira, si quieres tener una visión científica de la naturaleza, eso no admite deturpaciones a la carta. Si de lo que se trata es de montarte una película por tu cuenta, entonces tampoco no veo por qué tienes que revestirla de científica. A fin de cuentas, los curas dicen que la evolución sí, bueno, vale, pero para crear el ser humano vino Dios en persona. Es el mismo tipo de burrada.

      • OzzyBulla

        Concuerdo con IHR. La cabeza de un alfiler pesa 1gr; contiene 64×10^18 átomos de Fe. La vida media del átomo de hierro (Fe60) es de 1.5 millones de años. Si tomo el alfiler y me instalo a mirar su cabeza durante una hora, la probabilidad de que mi mundo newtoniano se desmorone viendo desaparece la pequeña esfera es como de algo elevado a la menos gúgolplex. Estadísticamente no es 0; pero vale como tal. En estos niveles no vale la analogía del Sr. Gato con la meteorología; en que hablamos de un nivel que ya es importante de incertidumbre (0.01) de un sistema macroscópico (clima) donde los resultados posibles son menores que la probabilidad estadística: 0.99 elevado a 365 da cerca de 0.025 y hay mas de 2.5% de probabilidad de el 18 de septiembre de 2013 sea soleado.
        Lo que quiero decir es que con los números abrumadores de fenómenos cuánticos que componen el tamaño de la realidad perceptible fuera del LHC, la incertidumbre introducida por el tiempo solo empieza a ser relevante en escalas igualmente abrumadoras.

        • Dr. Schrödinger, not his cat

          Si pesa un gramo tiene 10²² átomos, no cuatro órdenes de magnitud menos. El isótopo mayoritario del Fe, el Fe-56 (casi el 92%) es totalmente estable, y no se desintegra ni decae de forma natural. También lo es el Fe-57, y sólo el Fe-54 (un 6%) decae, con un período de semidesintegración de 30.000 *trillones* (europeos) de años (y decae a Cr-54). El Fe-60 que citas no es natural, es sintético, y no estará en ninguna cabeza de alfiler, y su vida media es de 2,6 millones de años.

          Y ahora me dirás: qué montón de certezas acabas de decir. Y yo te diré: no, no he dicho ninguna certeza fenomenológica, porque no he predecido nada. He hecho una mera descripción del sistema (que no deja de ser una taxonomía con un cierto grado de arbitrariedades: ahí tienes otra incertidumbre de otro tipo), no lo que va a pasar con él, ni cómo va a evolucionar. Tú debes de pensar que la naturaleza es un circo para pasar el rato, pero cuando mires al microscopio intentando evaluar cómo va a evolucionar la cabeza de alfiler en el tiempo, te vas a encontrar que predecir la evolución del sistema es tan complejo, caótico y lleno de extrañas propiedades cuanto el mundo cuántico. Porque estamos hechos de materia cuántica.

          El sistema macroscópico “clima del planeta tierra” es totalmente microscópico si lo comparas con el sistema “sistema solar”, y el sistema “sistema solar”, es totalmente microscópico si lo comparas con el grupo local. Además en orden de magnitud similar. Por eso cuando digo que hay que andar con cuidado cuando sacamos conclusiones astronómicas, no es lo mismo tener algo bajo el microscopio o en el LHC que inferir cosas de una escala, tanto geométrica cuanto temporal, que nos sobrepasa.

          La incertidumbre (si quieres llamarla así, yo prefiero llamarla contigencia) actúa en TODOS los órdendes de tu vida, absolutamente todos. Qué más prueba quieres que la propia evolución, que fabrica literalmente millones de semillas, embriones, espermatozoides, porque no tiene la más pajolera idea de lo que va a traer el futuro. Y también en varias escalas: microscópica unicelular y macroscópica de especíemenes zoológicos o botánicos.

          La vida es contigencia. La mecánica newtoniana es una ficción conceptual, estamos “desaprendiendo” todos los vicios y prejuicios heredados tanto de mitologías pasadas -fundamentalmente-, cuanto de una interpretación viciosa de ella -interpretación viciada que tú mismo tienes en cuenta en todo momento y te confunde.

          • Fandila

            creo que la cosa no va por ahí. Si todo fuera perfecto, redondo, equilibrado, se produciría el inmovilismo. El Universo sería perfecto, acabado, y su evolución no sería posible. Siempre habrá algún fleco. Ninguno de los cuantos físicos es redondo. Es el escape, la imperfección por la que el Universo puede transformarse en una nueva imperfección. Sin meternos en detalles, es ésta una consideración global de lo que “es”, todo es de una manera transformante o no “sería”. Más difícil es considerar los pasos concretos y la cuantificación de cómo ocurre.

          • OzzyBulla

            Más allá de mis océanos de memoria que te agradezco recordarme, mi conjetura no iba por ese lado. Tengo claro que el ejemplo fue pésimo pero el fondo permanece: gracias a las incertidumbres (o contingencias) cuánticas, no existen certezas MATEMATICAS (o son muy pocas) que los “riesgos” de columpiarte son enormes al lado de los fenómenos que matemáticamente “podrían” ocurrir . . . con una probabilidad menor que la de acertarle a la loteria todas las semanas durante un año. Es ahí donde hay una disociación entre la probabilidad matemática y lo que a nivel existencial percibimos como “probable”. A nuestra escala, las desviaciones estadísticas son tan pequeñas que la asumimos nulas. Y no hablo sólo de la cotidianidad, sino de algo paralelo a lo que ocurre con los vuelos espaciales (no los experimentos que ellos llevan): usamos la física newtoniana aunque sabemos que es errónea; pero no nos interesan unos pocos nanosegundos mas o menos ni unos pocos nanómetros mas o menos en un viaje de dos meses y un par de millones de kilómetros.

            • Dr. Schrödinger feeding cats

              Vamos a ver, yo ya no sé si estamos hablando de lo mismo. No son “desviaciones” estadísticas.

              La función última de la ciencia, y de los cerebros biológicos, es estar prevenido y tener unas mejores armas para enfrentar los cambios. La ciencia es conocimiento, claro está, pero ese conocimiento se imbrica -como seres caducables que somos- en lo que va a traer el mañana. Entonces existe una diferencia enorme, inmensa, abismal, entre concebir que el universo es una maquinaria de relojería -que como ejemplo ya es toda una simpleza-, y que el universo es simplemente un cubilete con dados.

              La ciencia no nos deja indefensos, para nada: seguimos sabiendo -como en la MC- que caras del dado son posibles y cuáles no lo son. Lo que no sabemos es cuál va a salir. Ni lo sabe nadie, en el sentido más extenso posible de la expresión (que no hay forma de saberlo).

              El ejemplo del avión es doblemente inadecuado: primero, porque la aviación comercial está sujeta a criterios económicos, no de salvaguarda de vidas -aunque te hagan creer lo contrario. Su función de utilidad última es la rentabilidad en un marco de acumulación de capital, su función secundaria es proveer ulteriores acumulaciones de capital a las empresas contratistas, proveedoras y de mantenimiento, y su tercera función suministrar transporte, además como estamos en un mercado en competencia, se utilizan medios marrulleros para primar unos negocios sobre otros. Por tanto, tu evaluación de riesgo ya es errónea, y una vez enmarcado el problema en su cuadro, ahora habrá que entrar en valorar los riesgos del sistema en sí, entre ellos los que no se cuentan nunca como las enfermedades de viajar en lata durante muchas horas, el hecho de que a 10 km de altura estás expuesto a radiaciones que no llegan al nivel del mar, y un largo etc.

              Y al final lo que cuenta es que si quieres ir de Barcelona a Singapur, no tienes otra manera, por lo tanto lo coges o lo dejas.

              ¿Tú crees que esto es tener “una casi certeza”? No, no lo es. Es una trampa mental que nos autohacemos, y punto.

              Probablemente en el futuro, igual que alucinamos por colores de cómo se viajaba de Europa a América en el siglo XVIII (con un altísimo riesgo de no llegar, que era asumido perfectamente, porque o ibas o no ibas), y pongamos “en primera clase”, alucinarán con nosotros de la barbaridad que era esa “aviación comercial” de la cual estamos tan orgullosos (que además es energéticamente ineficiente, y contribuye al cambio climático en una barbaridad, y ningún fabricante está por la labor de buscar motores y sistemas más eficientes por la misma razón central de siempre: rentabilidad económica).

              Muy mal analizado todo, diría yo.

              Asumir, entender, *querer creer*, es una cosa. La realidad es otra. Se puede uno morir sin llegar a atisbarla.

  12. IHR

    ¿La realidad? Si, posiblemente sea otra cosa, pero ¿Quién conoce exactamente cual es la realidad? Supongo que Dios si existiera, pero dado que esto último si que no está demostrado nos tendremos que conformar con aproximaciones, cada vez más completas (eso si), que con el paso del tiempo se ven habitualmente cuestionadas.
    En cualquier caso, no es cosa de abrir un debate filosófico. Para mi (y es solo mi opinión de la que no intento convencer a nadie) la misión de la ciencia es explicarnos el mundo que nos rodea, incluidos nosotros mismos, de forma objetiva y con un nivel de rigor (científico) que nos aleje de creencias subjetivas, iluminaciones, supersticiones y demás posturas que nos puedan mantener en la ignorancia. Dicho esto, uno es muy libre de regirse en su vida por el nivel de exactitud matemática que le deje satisfecho. En mi caso solo digo que tengo la certeza absoluta de cosas como que no voy a atravesar una pared aunque, matemáticamente hablando, no me esté expresando de forma absolutamente correcta, pero seguro que cualquier interlocutor me entendería perfectamente y esa es, precisamente, la finalidad del lenguaje: entenderse.

    • Dr. Schrödinger Architect of Gone-Through-Walls

      Puedes atravesar una pared cuando quieras, sobre todo con la calidad de la construcción en Hispanistán xD. Yo no discuto de filosofía ni de ideología.

      Ahora en serio: es que los ejemplos que pones son absurdos. A ti no te interesa atravesar paredes, pero sí te interesa el tiempo que hará mañana, si tendrás enfermedades y cómo curarlas, qué va a pasar si te embarcas en tal cosa, qué va a ser de tu vida, cuánto vivirás, esto no son filosofías, son las preguntas habituales que nos hacemos los seres humanos, las que necesitamos respondernos para seguir viviendo. Hasta ahora, precisamente, esta ignorancia se rellenaba con lagunas de tipo ideológico (religión, filosofía, etc.), ahora esta respuesta ya la tenemos, y es definitiva, no va a moverse como no se van a mover otros pilares sólidos que nos han costado siglos levantar.

      Tú mismo citas la aviación por la cantidad de propaganda de activa y pasiva que se hace sobre ella, pero ni falta hacía recurrir a eso: nadie puede garantizarte, ni calcular, lo que te va a pasar cuando salgas a la calle: si te va a caer una maceta en la cabeza, si vas a resbalar y partirte el alma, o lo que tú quieras. Y no es lo mismo creer en un mundo de seguridades, falsas y apartentes, que en uno de probabilidades, todas INCIERTAS, pero que al menos puedes calcularlas antes de efectuar una elección. Porque siempre habrá elección.

      • IHR

        Bueno, parece que no vamos a convencer uno al otro pero, por mi parte, seguiré exponiendo mi opinión. Dicen que de la discusión nace la luz.
        En primer lugar, los ejemplos que he puesto no creo que tengan nada de absurdos. Se trata de las situaciones que se presentan todos los días para las cuales JAMAS nos planteamos si se comportarán de forma aleatoria. Tengo la absoluta certeza (que le vamos a hacer, soy así de inconsciente) de que no voy a atravesar el suelo, de que mientras que me mantenga en la superficie de la Tierra, si suelto un objeto va a caer SIEMPRE hacia abajo (entendiendo como abajo la dirección que apunta hacia el centro de este planeta), de que si abro una caja y encuentro un gato muerto, su muerte no se ha producido porque yo lo haya observado.
        Creo que se confunde, a menudo, el concepto de aleatorio con el de impredecible. El que sea muy difícil predecir el clima no pienso que sea debido a que se compone de elementos aleatorios sino de que esos elementos son muchos y no es posible, hoy por hoy, recogerlos todos en los modelos utilizados. Pero los elementos no son aleatorios: Una zona de altas presiones se define como anticiclón y genera estabilidad atmosférica. Una zona de bajas presiones (borrasca) genera inestabilidad. Las nubes se forman por la existencia de humedad. Etc. Etc. Etc.
        Puede que la MC se gobierne por procesos aleatorios, lo cual no tengo muy claro si realmente se sabe a ciencia cierta (o con un elevado nivel de probabilidad, que no voy a ponerme ahora en plan estricto) teniendo en cuenta que los expertos ni siquiera se ponen de acuerdo en si algo tan básico como la función de onda es solo una formulación que representa una distribución de probabilidades o es algo más “real” (y no me quiero poner a analizar que puede entenderse por real). Lo que si pienso es que el mundo que nos rodea se rige por unas reglas bastante “deterministas” aunque el resultado de su aplicación sea, muy a menudo, impredecible debido a su complejidad. De hecho pienso que, al menos en nuestro entorno cercano, es verdaderamente difícil encontrar un fenómeno realmente aleatorio. El tan traído y llevado lanzamiento de una moneda es un acto absolutamente determinista y si pudiésemos elaborar un modelo que contemplase los miles de parámetros en juego: posición inicial y características exactas de la moneda, detalles de las fuerzas que actúan en el momento de su lanzamiento, estado y características de aire, componentes descriptivos del suelo, etc. Se podría saber exactamente si saldría cara, cruz o canto (que aunque muy pequeña, si que tiene una posibilidad apreciable de ocurrir).
        Quizás algo de eso estás pensando cuando me dices: “nadie puede garantizarte, ni CALCULAR, lo que te va a pasar cuando salgas a la calle” para a continuación afirmar: “ Y no es lo mismo creer en un mundo …….. pero que al menos puedes CALCULARLAS…”. Lo que si que creo es que, en la mayoría de los casos, las probabilidades solo enmascaran nuestra falta de conocimiento de TODOS los datos que entran en juego para poder realizar el cálculo real.

        • Dr. Schrödinger Architect of Gone-Through-Walls

          Son “cálculos” distintos. Se puede calcular (hacer cálculos matemáticos) la probabilidad de algo, pero no se puede calcular (calibrar) si va a suceder o no.

          Vamos a ver, es que yo también tengo la seguridad de que no existe un cuadrado de cinco lados y de que todos vamos a palmar algún día. Esto no son ejemplos, caramba, son chorradas.

          Lo que tú entiendes como “cuasi determinista” o lo que estás sugiriendo como “determinista por comodidad” no es más que un prejuicio. Lo que estoy diciendo es que toda fenomenología está abierta a la contigencia, es que ES contingencia, y la probabilidad se hace más abierta con el tiempo, como un embudo al revés. Lo que hacemos los humanos para intentar mitigar esto es hacer lo posible por controlar al sistema dentro de unos parámetros para que así una determinada probabilidad aumente en detrimento de otras, es decir, aislar el sistema en lo posible (y en cierto modo se podría decir que estamos precisamente amplificando efectos), pero, aparte de que esto apenas te da unas garantías algo mayores -a veces suficientes para cubrir una vida humana, otras años, otras ni eso-, esto, por obra y gracia de la entropía, es coger la mierda de un lado y meterla en otro, y lo que intentas sujetar por un sitio se te desmanda por detrás, en una clara demostración macroscópica de Heisenberg. Y si tú haces lo posible por disminuir todas las probabilidades para que el vuelo aeronáutico sea seguro, lo haces a costa de acabar con las reservas de hidrocarburos, de exprimir las reservas de metales, etc.etc., y para una sensación bastante falsa de seguridad estás aumentando las contigencias de muchos otros fenómenos, que pasan de estar en un estado relativamente estable (con cambios menores y lentos) a otro inestable (con cambios aún mayores y abruptos): cambio climático, descontrol de población, etc.

          Tú te empeñas en ver sólo una faceta del problema, la de tu vida cotidiana y tu esfera personal. Pero las cosas están interrelacionadas mucho más allá de eso.

          • IHR

            No hablo de un cuadrado de 5 lados. Digo que los objetos, en determinadas circunstancias, SIEMPRE caen hacia abajo, salvo si están inmersos en un fluido de mayor densidad, en cuyo caso SIEMPRE ascienden. Si se ponen en contacto dos cuerpos con distinta temperatura, la energía calorífica SIEMPRE fluye del más caliente al más frio y así con miles de fenómenos.
            Entiendo tu postura y, además, entiendo que pienses así pues es bastante razonable: La MC se rige por la aleatoriedad y el mundo macro hereda esa característica. Yo simplemente no lo comparto, creo que hay muchas lagunas en el conocimiento del mundo cuántico y, sobre todo, de su consolidación a las escalas digamos “visibles”.
            Por lo demás, creo que en lo verdaderamente fundamental estamos de acuerdo: el método científico es el único procedimiento que nos permite, aunque sea a trancas y barrancas, acercarnos al conocimiento de como son las cosas y ese conocimiento te da posibilidad de elegir y, en última instancia: libertad.

            • Dr. Schrödinger training his Dragon

              Ay Dios xD

              Sí hablas de un cuadrado de cinco lados porque en un pozo gravitatorio un objeto que se le deja caer sólo puede ir hacia abajo. Esto no es ninguna determinación, porque la trayectoria -que es el fenómeno en sí, no la caída- no está sujeta a ninguna determinación. Item más si quieres meter OTRA fuerza adicional, que en realidad es una presión hidrostática (la razón del empuje hidrostático es la diferencia de presión entre el borde superior e inferior del cuerpo sumergido en el fluido, dado que las laterales se cancelan, de ahí que un submarino que “toque” -literalmente- fondo hará “ventosa” y no subirá más), tienes otra obviedad. Lo que están actuando son fuerzas (o inercias, como quieras), y esas fuerzas actúan de modo contingente, no predecible. Decir que lo predecible sea que “suban” o “se hundan” (en función de la densidad) es lo mismo que decir que la luz es predecible “porque la luz son fotones”.

              No hay absolutamente ninguna laguna en el conocimiento del mundo cuántico, de hecho, de todas los modelos que se han elaborado en la historia de la física es el más impresionante. Lo que existe es una empanada de cojones entre muchísima gente que no traga que las cosas sean así.

              Porque claro, las cosas tienen que ser como queremos que sean, no como son xD.

              Ya me dirás de qué sirve el método científico si la gente se monta la película a la carta.

              • OzzyBulla

                Creo que a IHR como a mi nos queda la impresión de que al final de día lo que el dueño del gato nos quiere proponer es que el universo a escala macro (humana) resulta tan incierto, caótico o aleatorio como los electrones de la doble rendija. Sin embargo, nuestro sentido común (que surge de las conclusiones estadística de lo que observamos desde que nacemos, como los niños de menos de un año que lanzan los juguetes porque están descubriendo la gravedad) nos dice que cuando se nos cae una copa, ella chocará contra el piso y no lo atravesará. Como hasta hoy no existen observaciones de copas que atraviesen el piso, esta posibilidad, empíricamente hablando, es teórica. Estadísticamente, entonces, es una desviación estándar: una posibilidad de que la próxima copa que se me caiga desaparezca de mi piso y se rompa en a cabeza del vecino de abajo. Asumir (si, digo “asumir”) otra cosa haría que se diseñen carros con los focos apuntando hacia arriba.
                La explicación matemática me sigue pareciendo evidente: que se repita un evento (el fotón que “decide” seguir una trayectoria con una frecuencia extremadamente baja en su función de onda) que tiene una probabilidad menor que 1 una cantidad astronómicamente alta (la cantidad de fotones emitidas por segundo por cada foco) termina siendo despreciable y la considero como nula, aunque tenga claro que no lo sea.
                Y no es que queramos que sean así las cosas. Es que nuestro cerebro se modeló así: desde que sabemos que nos moriremos un día, seguimos viviendo como si fuésemos inmortales porque otra opción equivale a sentarnos a esperar.

                • Dr. Schrödiger, Erwin Schrödigner

                  Si hay que repetir una cosa 20 veces, algo va mal y no sé si vale la pena seguir abundando sobre ello.

                  El sentido común es un cajón de sastre, así que ni tiene sentido que lo invoques. Lo que tú e IHR haceis es jugar con las palabras: de qué te sirve saber que la copa se va a romper en mil pedazos si no sabes cuáles van a ser esos pedazos, ni qué consecuencias van a arrastrar. Repitas la caída de la copa todas las veces que quieras replicando (en un experimento mental, claro está) las condiciones iniciales, y todas las veces el resultado será diferente. Y como lo que importa no es que la copa se rompa, porque eso es un cuadrado de cuatro caras, sino cómo lo hace, verás que tu aparente seguridad ni te sirve para afirmar nada ni te da absolutamente ninguna respuesta a nada. Ni tampoco hace falta sentido común para saber eso: cualquier animal lo sabe.

                  Hacer chistes queda muy simpático, pero a veces en vez de tener gracia lo que hacen es enseñar el propio culo xD.

                  Las batallas ideológicas se dan todos los días, porque los seres humanos también son manipulables y controlables (por otros seres humanos y en su beneficio). Por tanto, determinadas ideas que claramente son opuestas a lo que la ciencia indica, deben tener beneficiarios (bastardos). Seguro que no te cuesta identificarlos.

                  Al contrario, seguir viviendo pensando que no te vas a morir equivale a desperdiciar el tiempo. Es fácil de comprobar: empieza hoy tu día en la suposición de que va a ser el último (que pienses como si fuese una de tus certezas que mañana no estarás aquí). Verás cómo cambia todo. Y lo importante que es incluso a ese nivel el enfocar las cosas desde la perspectiva correcta.

                  • IHR

                    Definitivamente lo dejo. Será como tu dices, pero a mi lo que me importa es si se va a romper la copa. El como lo haga (tamaño y forma de los fragmentos) me deja frio, pues me parece centrarse en los árboles e ignorar el bosque. Ahora bien, si eso es lo fundamental para ti, me parece perfecto.

                    • Dr. Schrödinger no more

                      No, para mí, no. Eso es lo fundamental. Lo fundamental no es que los planetas estén en órbita, porque tienen que estar, sino en qué órbitas y cómo estas son estables o cambian en el tiempo. Estás diciendo que para ti lo fundamental es la perogrullada, porque la copa se va a romer siempre; digo yo que te interesará por ejemplo que si algo se rompe si tendrá después reparación o no. Caídas desde ventanas hay cientos de ellas, y todas obedecen a la misma ley mecánica, pero si te ves en el caso, te interesará sin duda sobrevivir y no palmarla en la experiencia.

                      ¿Sigue siendo importante sólo para mí?

                    • OzzyBulla

                      No se si voy tan lejos. en pocas palabras: el mundo subatómico es esencialmente caótico; el mundo macro es esencialmente ordenado; pese a estar construido con aquella base caótica. Explicación: mientras mayor la cantidad de individuos de la serie, menos probabilidad que los comportamientos aberrantes se manifiesten.

                    • Dr. Schrödinger half-feeding cats

                      ¿Caótico? No, no es caótico. ¿Por qué dices que es caótico? Está perfectamente ordenado, yo no veo que las moléculas sean caóticas y desordenadas, tienen estructuras perfectamente definidas. Es mucho más caótico y desordenado el mundo macro, de hecho, un benceno siempre será un benceno, un montón de materia similar puede dar lugar a la Tierra, a Venus, a cinco lunas, o vete a saber lo qué. Es más: la MC es totalmente completa: tú de un sistema tienes una descripción que admite todas las posibilidades reales que pueda tener, que son limitadas, no ilimitadas (por eso no es caótico); en cambio el mundo macro es totalmente ilimitado (o el número de posibilidades es simplemente inabarcable incluso teóricamente). Uno y otro son contingentes y aleatorios. De hecho, es más simple, en el sentido de abarcar muchos menos escenarios, el micro que el macro: un átomo de hidrógeno tiene una descripción completa donde los escenarios posibles son limitados, además se pueden determinar los escenarios prohibidos que no sucederán jamás (igual que los permitidos suceden siempre, es sólo cuestión de probabilidades). Una estrella y un planeta, en una analogía burda, ahí puede pasar literalmente de todo.

                      A mí todo esto me parece consistente y fácil de entender. Lo que me resulta difícil de entender son los cacaos que se montan algunos.

                      Vamos a ver, el problema es cultural mayormente, en mi punto de vista. La gente se pensó que el mundo micro tenía que ser así y asado (por analogía con otros conceptos que ya eran falsos en origen), y es asido y asá. Eso es todo.

                    • OzzyBulla

                      1.- Las moléculas no son subatómicas
                      2.- Cuando yo no puedo predecir con exactitud sino solo establecer una distribución de probabilidad hablo de fenómenos aleatorios, lo cual es caos.

                    • Dr. Schrödinger flying yes

                      Las moléculas son efectivamente atómicas, no subatómicas, pero en ellas rige con total plenitud la MC. De hecho, el mundo subatómico todavía es muy inseguro como para ponerlo de ejemplo de nada. En cambio el mundo molecular está perfectamente asentado. Me refería a esto y por eso puse ese ejemplo.

                      No, caos es más amplio que eso. Un caos no permite conocer la distribución de probabilidad, precisamente. De hecho, jugando con las palabras, una distribución de probabilidad se puede decir que es determinismo (con lo cual esta palabra a mi entender pasaría a significar algo completamente diferente), porque todo lo que puede ser o suceder está determinado (en el caos no), el asunto como digo, es que no te sirve para nada porque no sabes, ni puedes saber, lo que va a pasar (por eso los de las variables ocultas diferencian totalmente ambos escenarios, han captado la cosa perfectamente, y entonces vienen a decir que como estadísticamente todo está ya determinado, “seguramente” debe estarlo también la probabilidad asociada sólo que no lo sabemos y bla bla bla).

                      Además, el caos es un fenómeno macroscópico, como dije antes. No se da en escalas cuánticas, por tanto es posible que esa más una propiedad emergente que una característica fundamental.

  13. Fandila

    Incremento x • Incremento P ≥ (h/2pi)/2 + caos ≤ (h/2pi)2 ≈ indeterminación- determinación Macro

  14. yanezricardo

    Hola, solo soy un amante de la física sin conocimientos profundos.

    ¿Es posible medir un sistema cuántico observando su efecto en el entorno y no observar directamente el sistema?

    Digamos, observando su sombra, o su efecto gravitatorio… Quizás esté diciendo una barbaridad, más creo que de ser esto posible, podríamos hacer mediciones sin la introducción de incertidumbre.

    Gracias! :)

  15. Zasca

    Siempre se mide un sistema cuántico midiendo su efecto en el entorno. En partícular en el entorno que llamamos “aparato de medición”.

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