El Engrudo Cuántico V - Causalidad y Materialismo

"porque lo que realmente es esta teoría, sus implicaciones, sus matemáticas, sus pruebas y sus límites de la acción son terra ignota para los profesionales del embuste"

Mauricio-José Schwarz

Como he mencionado muchas veces en este blog, una de las dos patas del negacionismo de la homeopatía es la supuesta imposibilidad del fenómeno homeopático según las leyes físicas.

En este artículo analizaré algunos puntos importantes de esa argumentación en voz de uno de los más notorios seudo-escépticos.


I - La Opinión de Referencia

Como en casi todas mis discusiones de mecánica cuántica, mi referencia es John Gribbin y sus opiniones, especialmente las vertidas en el conocido libro En Busca del Gato de Schrödinger, que dice en su contraportada:

John Gribbin se doctoró en astrofísica en la Universidad de Cambridge, trabajó cinco años  como redactor de la revista Nature y fué responsable de la sección diaria "Science Report" de The Times. Apartir de 1978, John Gribbin ha sido asesor de física en la revista semanal New Scientist. Colabora en las emisiones científicas de la BBC World Service y de la British Forces Radio. Ha escrito muchos libros entre los que destacan: Our Changing Planet ( La Tierra en Movimiento ), Genesis, y Future Weather ( El Clima Futuro ), todos ellos en la colección Biblioteca Científica Salvat.

Como se ve, Gribbin es un físico con suficiente trayectoria y credenciales para ser una referencia a tomar en cuenta.


II - La Noción Seudo-escéptica de Causalidad

Uno de los líderes seudo-escépticos más analizados en este blog es Mauricio-José Schwarz. Y una de sus frases que más le he citado es una que alude justamente al fenómeno que dá título a esta sección:

"Sí. Sin duda. Viola el concepto mismo de la causalidad, la relación directamente proporcional de causa-efecto, la idea del universo material, todo lo que sabemos que sí sabemos."

Ya en otro artículo he analizado su postulado de que la relación entre causa y efecto sólo puede ser directamente proporcional. Aquí solo abordaré la parte de la causalidad y el "mundo material".

En este artículo, Schwarz explica más sobre sus ideas:

"Pero el mundo macroscópico no es cuántico, cosa que deberíamos considerar una suerte. Cuando mucho, según algunos físicos, el mundo en el que nosotros interactuamos es el resultado estadístico del mundo cuántico, pero no entienden cómo es que el indeterminismo cuántico se convierte en determinismo y causalidad en nuestro mundo."

Lo anterior le lleva a esta conclusión:

"El pensamiento mágico, en su estremecedora simpleza, pretende que las relaciones causales que conocemos y cuya operación podemos confirmar cotidianamente, son ilusorias y caprichosas. De ahí su rechazo a la ciencia y al pensamiento materialista y naturalista. Para mantener la ilusión y el negocio, en proporciones variables, debe creer que querer es poder."

III - El Verdadero Concepto de Causalidad

Explica Gribbin en su libro ya citado ( pág 53 ):

"En el mundo clásico, todo tiene su causa. Se puede buscar la causa de cualquier acontecimiento y retrocediendo en el tiempo encontrar la causa de la causa y así sucesivamente hasta llegar al "Big Bang" ( si se es cosmologista ) o al momento de la creación en un contexto religioso, si se sigue el modelo clásico. Pero en el mundo cuántico, esta causalidad directa desaparece tan pronto como nos fijemos en la desintegración radiactiva y en las transiciones atómicas. Un electrón no desciende de un nivel de energía a otro en un instante concreto por ninguna razón concreta...Ningún agente externo empuja al electrón, y ningún mecanismo interno señala el tiempo de salto. Simplemente ocurre, sin ninguna razón particular.
Este hecho representa una ruptura con la causalidad estricta."

El Sacerdocio de la Ciencia XXI - Estupidizando La Física

Luis Alfonso Gámez es otro conocido propagandista del negacionismo de la homeopatía. En este artículo se analizan algunas de sus afirmaciones al respecto.


I - Las afirmaciones

En este artículo, Gámez narra su encuentro con personas partidarias de la homeopatía y algunas de sus afirmaciones con respecto a la homeopatía, entre las cuales hay un párrafo que llama la atención:

"El problema, he respondido, es que las bases de la homeopatía van contra lo que sabemos de química y fisiología, y que no hay ningún mecanismo por el que una sustancia diluida infinitesimalmente hasta que no queda una molécula pueda tener efecto alguno. La respuesta de mi interlocutor ha superado mi capacidad de asombro. Yo me esperaba que hablara de la memoria del agua o algo así; pero Basauri ha ido mucho más lejos.

“No tenemos la última respuesta de cómo funciona la homeopatía; pero sí sabemos cómo no: a través de los mecanismos clásicos de molécula-receptor. Los que decís que la homeopatía no es científica os apoyáis en conceptos y argumentos del siglo XIX. Hoy, la ciencia que explica cómo funciona el Universo es la física cuántica”. Entonces, le he preguntado: “¿Me estás diciendo que los mecanismos de la homeopatía se encuentran en la física cuántica?”. “¡Claro!”, me ha respondido. En ese momento, he tirado mentalmente la toalla y me he acordado del manopuntor coreano y de la reikióloga que, en el episodio de Escépticos sobre terapias alternativas, decían detectar una energía indetectable todavía para la ciencia porque no estamos lo suficientemente adelantados."

Como se ve, Gámez usa el conocidísimo argumento seudo-escéptico de que la homeopatía viola principios físicos y químicos indiscutible y absolutamente seguros. O como lo dijo su compadre de piquete de ombligo Mauricio-José Schwarz ( citado en este artículo ):

"Sí. Sin duda. Viola el concepto mismo de la causalidad, la relación directamente proporcional de causa-efecto, la idea del universo material, todo lo que sabemos que sí sabemos."

Gámez incluso se permite preguntarle a un físico tan reconocido como Juan Ignacio Cirac sobre el tema:

-Hace tres años, un médico que trabaja para la multinacional homeopática Boiron me dijo que los mecanismos de la homeopatía se encuentran en la física cuántica.

-(Se queda con cara de asombro.) Creo que mi cara lo dice todo, ¿no? No soy ningún experto, pero las explicaciones que he visto que dan de la homeopatía a través de la física cuántica no tienen, desde luego, nada que ver con la física cuántica que los físicos cuánticos hacemos.

Y por tanto, la expresión de que la homeopatía se basa en fenómenos cuánticos le parece tan absurda que ni se le ocurre argumentar su oposición con ideas claras y científicamente sólidas, ni siquiera a sus lectores, a los que se supone intenta enseñar  pensar crítica y científicamente.


II - Física o Filatelia

Una frase, atribuida tanto a Wilfred Trotter como  Ernst Rutherford, dice:

"Toda ciencia es o bien física o bien filatelia"

lo cual coincide con las palabras del reconocido físico John Gribbin, quien en su libro En Busca del Gato de Schrödinger,  además de atribuir a Rutherford la frase anterior, explica que toda la química moderna está fundamentada en la mecánica cuántica.

La página de introducción a la mecánica cuántica de la Universidad de Waterloo, Canadá, dice:

"La mecánica cuántica es la base de la química, porque trata con partículas subatómicas, así como átomos, moléculas, elementos, compuestos y sistemas mucho mayores."

Todo lo anterior ya puede darnos una idea de el nivel de cultura ( o intenciones ) de alguien, aunque sea un físico reconocido, que se ríe del argumento de que una disciplina basada en diluciones tiene mucho qué ver con la mecánica cuántica.

Físico que por otro lado, se reconoce no experto en la materia, con lo que su cita por parte de un supuesto partidario del pensamiento escéptico es un movimiento obviamente propagandístico ya que la opinión de alguien ajeno al tema carece de relevancia.


III - La Ciencia Que Los Esceptiquísimos Se Hacen Que No Ven

Como se citó en este artículo:

El Engrudo Cuántico IV - Pudín a la Cherenkov

El viernes 13 de abril, Enrique Ganem explicaba sobre la Radiación de Cherenkov diciendo:

"Cuando explota el núcleo de un átomo, pueden salir volando partículas de todo tipo...principalmente electrones, para el caso de la Radiación de Cherenkov...estos electrones son partículas chiquitas con carga eléctrica...pero al reventar el núcleo  del átomo, los electrones salen volando. A una velocidad muy alta.Tan alta que puede llegar a ser más alta que la velocidad de la luz en el agua...Esto hace que el electrón rápidamente frene, que el electrón rápidamente pierda su energía. Los detalles de porqué existe la radiación de Cherenkov involucran nuestro entendimiento de lo que es el espacio y el tiempo. Cuando una partícula se mueve, está cambiando su posición en el espacio a lo largo del tiempo...Entre otras propiedades, el espacio y el tiempo se oponen que una partícula se mueva más rápido que la luz. Si la partícula se mueve a una velocidad menor que la velocidad de la luz en el vacío pero se mueve más rápido que la velocidad de la luz en un cierto medio, esta partícula frena rápidamente como si estuviera viajando através de gelatina. Al frenar pierde energia y esa energía no se pierde, esa energía se dispersa en forma de luz, una luz de color azulado muy particular."

Hay una cantidad de cosas qué precisar y corregir en esta explicación.


I - Definición del Fenómeno

La Radiación de Cherenkov es creada por partículas cargadas eléctricamente que viajan en un medio dieléctrico a mayor velocidad que la de la luz en ese medio, siendo los electrones las partículas más comunes.

La radiación se crea porque la partícula eléctricamente cargada excita a los átomos del medio con su campo en movimiento, generando un efecto similar al cono supersónico: dado que se mueve más rápido que el campo que genera ( por moverse más rápido que la luz en ese medio ), se adelanta al frente de onda y ello forma un cono cuyo ángulo depende de la relación de velocidades ( de la luz en el medio y de la partícula ).

En ese frente de onda, los átomos del medio dieléctrico polarizable son excitados y emiten radiación coherente y muy direccional, en la dirección normal al cono y en el fenómeno básico, hacia el frente ( aunque el sentido de la emisión puede cambiar en otras condiciones del fenómeno ) en un espectro contínuo.

Fig tomada de Wikipedia

La razón del color azul es que la cantidad de energía radiada es proporcional a la frecuencia hasta el ultravioleta, por lo que el ojo humano tiende a verlo azul, al haber mucha más energía en ese lado de espectro visible, aunque en realidad la mayor parte de la radiación sucede en el ultravioleta y hasta una frecuencia de corte.


II - Aclaraciones

Aunque Enrique Ganem medio implica en su explicación que la partícula debe ser eléctricamente cargada, no lo hace con claridad. Y después se contradice al atribuir el fenómeno a un asunto de materia, espacio y tiempo, en donde la carga eléctrica no tiene relación o explicación.

El Engrudo Cuántico III - El Buscapiés de Planck II

En el artículo anterior de esta serie, explicaba cómo es que la expresión de Enrique Ganem

"Empieza el siglo XX y Max Planck decide darle una sacudidota al mundo de la física: saca la mecánica cuántica. Durante un tiempo la mecánica cuántica es una de tantas teorías por ahí, que suena muy bien y todo pero no tiene ningún apoyo real. Hasta que llega el zonzo este de Einstein a darle otra patadota al mundo de la física."

es un concepto completamente incorrecto en todos sentidos. Y seguramente habrá quien piense que es una licencia divulgativa o una simple equivocación. Lo cierto es que Enrique Ganem ha insistido en la idea de presentar así a la mecánica cuántica por algún tiempo, como podemos verlo en este artículo de 2010:

"En los primeros años del siglo 20, Max Planck presentó una idea que, al principio, parecía inofensiva. 

Los electrones giran rápidamente alrededor del núcleo atómico, pero en aquella época ya se sabía que cuando un electrón cambia su velocidad o la dirección de su movimiento emite ondas de luz (“radiación electromagnética”) y pierde energía.

...

Planck calculó que todas las partículas subatómicas solo pueden recibir o emitir energía en “paquetitos”."

Esto es igualmente incorrecto.

El Engrudo Cuántico II - El Buscapiés de Planck I

Platicando sobre la naturaleza de la luz, decía hoy Enrique Ganem:

"Empieza el siglo XX y Max Planck decide darle una sacudidota al mundo de la física: saca la mecánica cuántica. Durante un tiempo la mecánica cuántica es una de tantas teorías por ahí, que suena muy bien y todo pero no tiene ningún apoyo real. Hasta que llega el zonzo este de Einstein a darle otra patadota al mundo de la física."

Esto tiene un pequeño problema: no es cierto.

Planck no decide darle una sacudidota a nada. El ya tenía cinco años estudiando el tema de la radiación de cuerpo negro, que presentaba un problema llamado Catástrofe Ultravioleta, consistente en que la teoría clásica no podía predecir el comportamiento correcto del cuerpo negro y su forma de radiar energía en la parte alta del espectro.

Había probado todos los métodos posibles sin lograr una ecuación que describiera la radiación de energía según lo observado. Entonces, ya desesperado, pensó en usar las ecuaciones de Boltzmann, a pesar de que Planck había sido un duro crítico ( y por tanto uno de los que ayudó a llevar al suicidio a Boltzmann ) de las ideas de la entropía como una propiedad estadística. Pero como no creía en sus axiomas, los modificó y en lugar de terminar el proceso de cálculo  como Boltzmann lo había descubierto para la entropía, se encontró con que las fórmulas que buscaba se encontraban ya listas antes de la integración de los paquetes discretos de energía que  se creaban al principio del proceso de Boltzmann.

Planck mismo confiesa ( en una carta a Robert William Wood ) que su trabajo fué un acto de desesperación. Y hasta la llegada de Einstein, la mayoría, incluido el mismo Planck, consideraba la cuantización de la energía nada más que un artilugio matemático. Él era un físico de la vieja guardia, que no estaba dispuesto a creer en la visión estadística de Boltzmann, mucho menos a sacar una teoría para romper con la física clásica y darle una "sacudidota". Su obra continuó siendo de corte clásico e incluso trató ( al igual que Schrödinger y otros ) de mantener viva la vieja física porque no podía dar el salto cuántico ( valga la expresión ) al nuevo paradigma.

Entonces, no es cierto que Planck haya "sacado la mecánica cuántica". Lo único que Planck "sacó" fué una solución al problema del cuerpo negro que tenía la semilla de la muy futura mecánica cuántica. Su solución no fué "una de tantas teorías por ahí, que suena muy bien y todo pero no tiene ningún apoyo real". Era una solución práctica para un problema práctico y tuvo aceptación inmediata, afianzando su posición ganada en el trabajo de esos cinco años, en que había demostrado la relación entre el electromagnetismo y la termodinámica.

La mecánica cuántica como una teoría reconocible y diferenciada de la física clásica tardaría aún veintitantos años en aparecer, después que Einstein introdujera el cuanto en otros conceptos de física, después que Bohr creara su modelo atómico y empezara a integrar todas las ideas y descubrimientos, y después que la nueva generación de la postguerra se incorporara y llegaran los Heisenberg y los Dirac y los Pauli.


Conclusión

No se trata de que Enrique Ganem tenga que ser perfectamente detallado en sus explicaciones de la física. Se trata de que como dije al inicio de esta serie, tiro por viaje Enrique Ganem es extremadamente ligero para hablar de la mecánica cuántica ( y en muchos casos simplemente miente ), dando ideas que no están ni cerca de la realidad y desinformando a sus radioescuchas.


Continuación: El Buscapiés de Planck II

El Engrudo Cuántico I: Inicio

Últimamente Enrique Ganem ha tocado en varias ocasiones el tema de la teoría cuántica. Y en cada ocasión ha tenido una cantidad de problemas importantes. No es que sea fácil explicar las entrañas  del mundo subatómico. Pero las bolas del engrudo cuántico de Enrique Ganem empiezan a comportarse como las bolas de nieve de las caricaturas.

En este primer artículo de la serie, abordaré algunas cuestiones básicas: los primeros grumos.


I - La Teoría Como Tal

Enrique Ganem habla siempre de la mecánica cuántica o teoría cuantica como una unidad, pero esto es incorrecto. Hay tres formulaciones diferentes:

-La mecánica matricial, formulada por Heisenberg y desarrollada por Born y otros.
-El álgebra cuántica de Dirac.
-La mecánica ondulatoria de Schrödinger.

Cada formulación está basada en modelos diferentes que, aunque son matemáticamente equivalentes, al tener modelaciones diferentes, se adecuan de formas diferentes a diferentes problemas, siendo alguna más apta que las otras para un problema en particular. Hablar de la Teoría Cuántica en la forma que Enrique Ganem lo hace comúnmente, da la idea equivocada de un modelo único, coherente y conciso, lo cual es falso, especialmente cuando se refiere a los aspectos históricos, que son todo menos concisos, coherentes o lineales.


II - La Simetría

En sus explicaciones sobre la paradoja EPR y anexas, Enrique Ganem habla mucho de un estado entrelazado pero nunca lo define. Dicho estado se llama singlete.

Para generar el estado singlete, Enrique Ganem dice que se puede usar "un alambrito", lo que quizá es su idea de explicación simple de un CRT ( cathodic ray tube ). Esto es falso. El estado singlete es un estado simétrico y no se genera por una emisión simple de electrones, del mismo modo que un foco incandescente no emite un LASER. Se precisa de una desintegración o un fenómeno similar ( aunque yo sólo sé de la desintegración como fuente ) que al producir dos partículas, deba mantener una simetría que conduce a las propiedades complementarias necesarias para el caso.

Enrique Ganem va aún más allá ( el 3 de febrero de 2012 ), diciendo que los electrones quedan entrelazados por el hecho de ser emitidos en direcciones diferentes y debido a las características de la mecánica cuántica, lo cual ya entra en el campo de la barbaridad.


Otro problema existe con la naturaleza del estado singlete. Enrique Ganem es muy insistente en que dicho estado se caracteriza por tener ambas partículas el mismo espín, o como él dice, la misma orientación espacial ( con todo lo malo que es aplicar nociones cotidianas a un electrón ). Esto conlleva una incomprensión fundamental de la naturaleza del estado singlete, situación ya evidenciada por su idea de cómo se origina. Si este estado es originado en simetría, lo lógico es que los estados y las orientaciones sean complementarios, no iguales. Matemáticamente, el estado singlete resulta en un espín cero, ya que los espines sumados son opuestos ( -1/2 y +1/2 ).


Conclusión

Las inexactitudes de Enrique Ganem en el tema cuántico van mucho más allá de las necesidades divulgativas y entran en el ámbito de la desinformación, cuando dejan al público con una idea totalmente deformada de la verdadera naturaleza de los fenómenos aludidos.


Continuación: El Buscapiés de Planck I

El Engrudo Cuántico 0 - Electrones y Bosones

En el programa de hoy, Enrique Ganem hablaba de campos magnéticos y partículas portadoras de fuerza. Hay dos precisiones que hacer:

Enrique Ganem decía que el cambio de dirección de los electrones es lo que genera el campo magnético. Esto es incorrecto. Lo que genera un campo magnetico es el movimiento de una carga electrica, o sea cambio de posición, no de dirección. Uno puede tener una corriente eléctrica constante circulando por un conductor recto y obtener un bonito campo magnético. Enrique Ganem se volvió a hacer un lío en temas eléctricos y probablemente se confundió con el requerimiento para la inducción electrica, que es una fluctuación del campo magnético que corta un conductor.

La otra precisión es sobre los bosones. Enrique Ganem hablaba de que el alcance de las partículas portadoras de fuerza es inversamente proporcional a su masa. Esto es correcto pero resulta una receta mágica ininteligible si no se menciona la razón. Y esa razón es demasiado simple ( en su principio ) para ser omitida.

El Principio de Incertidumbre establece que no existe un valor preciso para un montón de variables. Dichas variables se asocian en pares llamados variables conjugadas, cuyo producto de unidades es la llamada acción: energia por tiempo. Ya que no existe una energia precisa en un momento preciso para ningún fenómeno, pueden aparecer partículas virtuales, que toman "prestada" energía de la incertidumbre y se materializan por el tiempo posible, de forma que el producto de la energía prestada por el tiempo prestado no supere la constante de Planck. Esa es la razón que se esconde tras un dato dado en forma de receta mágica, como es el que la fuerza nuclear fuerte tenga tal y tal radio de acción, y la fuerza electromagnética otro diferente.

Entonces, la verdadera maravilla esta en las relaciones de incertidumbre, no en una de sus múltiples consecuencias. Si no se va a la raíz, sobre todo cuando es tan simple, la explicación no lo es.


Nota:
Este artículo fué escrito mucho antes de iniciar la serie El Engrudo Cuántico, pero he querido integrarlo de alguna forma, aunque sea através del título.

Continuación: Inicio