The Quantum Story: A History in 40 Moments

Durante una de mis últimas lecturas (ver aquí) volví al tema de la Paradoja de EPR, la teoría de las variables ocultas y el Teorema de Bell. Con un interés renovado y disponiendo de más tiempo, me propuse leer alguna referencia sobre mecánica quántica que cubriese además los aspectos filosóficos e históricos y encontré el texto perfecto: The Quantum Story: A history in 40 moments.

Desde el primer momento me cautivó: una prosa inglesa sencilla, capítulos cortos e introducidos con un breve resumen, con interesantes detalles históricos y suficientemente provistos de detalles teóricos. Por si hacía falta algo más, de las primeras reflexiones que me encontré resultaron ser:

"Quantum theory pushed us to the edge of an epistemological precipice.[...] it seems, has completed its transformation into experimental philosophy."

 Y si, en cada uno de los capítulos, se percibe la incertidumbre, lo especulativo de cada uno de los progresos, con artículos escritos por alocados e insultantemente jóvenes investigadores, a los que sus supervisores parecen dejar explorar ideas descacharrantes y especulativas que, una vez confirmadas experimentalmente, parecen surgidas de una intuición en estrecha conexión con la magia.

Empezando con Planck, que buscando confirmar la teoría ondulatoria elabora una formula para la emisión del cuerpo negro que solo es posible derivar con una cuantificación de la energía, continuando con Einstein y el año en el que la física moderna nació, para continuar durante los primeros 25 años del siglo XX con Bohr, de BroglieHeisenberg o Dirac. Todos ellos con apenas 20 años revolucionaron la física y los principios de la epistemología.

Resulta interesante el papel fundamental que Einstein jugó en la interpretación de la física cuántica. Primero, comenzando durante la Conferencia de Solvay, proponiendo algunos "gedanken experiments", para a continuación plantear más formalmente la Paradoja Einstein–Podolsky–Rosen. La respuesta requerida a la comunidad científica, especialmente a Bohr, terminaría en última instancia consolidando la "Kopenhagener Geist", aunque no finalizaría la controversia, con interesantes contribuciones de un joven Von Neumann, que continuaría con la teoría de variables ocultas

Einstein también fue clave en la formulación de la Paradoja del Gato de Schrödinger. Sobre este último, el texto revela una vida que podíamos llamar, en términos positivos, como iconoclasta y de la que se podrían extraer ciertas correlaciones entre el sexo y los descubrimientos científicos. 

Otro pasaje destacable es el correspondiente al periodo de la Segunda Guerra Mundial y sus prolegómenos, cuando se produjo primero el exilio de científicos europeos de origen judío, y después el terrible dilema moral de la aplicación de la investigación científica a la creación de armas mortíferas. Nunca antes la comunidad científica había sido tan consciente de la aplicación de su trabajo en la destrucción de la humanidad. 

Tras la segunda guerra mundial, la efervescencia investigadora de la física se traslada a Estados Unidos, aunque aún importando talento de Europa. Y aparecen algunos investigadores icónicos, ciertamente bendecidos con una intuición más gráfica y espacial que teórica, hasta el punto de rondar de manera recurrente junto a soluciones, que solo tras la ayuda de matemáticos, se formalizaban adecuadamente.

El texto recuerda como anécdota la estancia de Gell-Mann en Paris en 1960, cenando en compañía de colegas matemáticos, disfrutando de la buena comida y el vino, y como el hecho de que las conversaciones no les llevase a la teoría de grupos, retrasó la investigación sobre la interacción debil algunos meses:

"Not surprisingly, a copious quantities of good French wine consumed over lunchs with his French colleagues did not immediately help to point the way to a solution."

Quizás el más popular de esta nueva generación de físico intuitivos ha sido Richard Feynman. Salvando las enormes distancias, encuentro ciertas similitudes con Henry Poincaré, que siendo matemático,  también puso en valor intuiciones en el campo de la Topología.

Es en esta época donde la Electrodinámica Cuántica (QED) y la Cromodinámica Cuántica, fundamentadas en teoría de grupos, resuelven la fuerza nuclear débil y la fuerza nuclear fuerte, conduciendo al Modelo Estándar. Ya solo la gravedad quedaba fuera de la mecánica cuántica, a la espera de una teoría de gravedad cuántica.

El libro lo cierran dos secciones relativas al renacer de las teorías de variables ocultas y la cosmología cuántica. 

Respecto a la primera, es curioso que Einstein, poco antes de morir, insufló aire nuevo a su conocida paradoja vía David Bohm, que impulsó la versión validable mediante experimentación del la paradoja ERPJohn Stewart Bell, presentó poco más tarde la desigualdad de Bell que ha permitido establecer los criterios para constatar la naturaleza no local de la mecánica cuántica. 

Esta desigualdad ha sido utilizada para reproducir los resultados en estructuras más y más grandes hasta llegar incluso a proteínas. Curiosamente, esto condujo al desarrollo de la física experimental necesaria a lo largo de 10 o 15 años, introduciendo algunas de las tecnologías como los Superconducting Quantum Interference Devices (SQUID) que están siendo utilizados para el desarrollo de ordenadores cuánticos. 

En cualquier caso, todos estos avances en la validación de la naturaleza no local de la mecánica cuántica, evidentemente no encajan con la teoría de la relatividad, por lo que lejos de cerrar la controversia, aún alimentan la búsqueda de una teoría unificada de carácter.... ¿determinista? En fin, apasionante.

Por último, solo algunas limitaciones obvias: las partes del texto relativas a la investigación a partir de la Segunda Guerra Mundial son más escuetas y en algunos casos agrupan grandes periodos de tiempo. En particular, la historia relativa al desarrollo del Modelo Estándar resulta trepidante. Por otra parte, el texto, acertadamente diría yo, evita detalles técnicos y se centra en la discusión de las ideas subyacentes. Para aquellos más interesados en completar estas dos partes, el autor recomienda algunas otras referencias, como por ejemplo The Rise of the Standard ModelThe God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question?QED: The Strange Theory of Light and Matter.

En resumen, una excelente referencia, con numerosas anécdotas históricas, que el autor ha recogido incluso en conversaciones directas con muchos de los investigadores, que incluye una selección de referencias bibliográficas adicionales y estructurada de una forma que facilita enormemente su lectura. 

Muy interesante.





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