2018-01-11

205.- Nociones sobre el determinismo débil


Autor: Riskov

En los últimos siglos la comunidad científica ha tendido al consenso sobre la determinación que rige en la naturaleza. El determinismo consiste en que todos los procesos de la naturaleza se desarrollan unívocamente de acuerdo a las leyes naturales, las cuales vamos descubriendo conforme progresamos en nuestro conocimiento. En este sentido, toda la naturaleza estaría totalmente determinada de acuerdo con esas leyes.

Sin embargo, en las últimas décadas se ha roto el consenso al descubrirse procesos a nivel de partículas elementales (nivel cuántico) que posiblemente sean aleatorios dentro de un margen. Si consideramos este factor, el concepto de determinismo imperante (denominado determinismo fuerte) queda cuestionado, dejando espacio para una evolución de la naturaleza más abierta, no fijada hacia un resultado único.

¿Y qué procesos son esos en los que se han encontrado resultados aleatorios? Pues el más relevante es la desintegración radiactiva del átomo.




La desintegración radiactiva del átomo es un evento que sucede de forma probabilística al cabo de un tiempo. En el caso del famoso carbono 14, se desintegra un 50 % de ellos (periodo de semidesintegración) tras 5.730 años.

Supongamos un átomo C14 en un entorno. Al cabo de 5.730 años habrá un 50 % de probabilidad de que se haya desintegrado en nitrógeno 14 y otro 50 % de que aún no lo haya hecho. Por tanto, en un escenario del 50 % de probabilidad habrá un átomo de nitrógeno, y en otro escenario del restante 50 % de probabilidad habrá uno de carbono 14.

Como un átomo de nitrógeno reacciona con los átomos a su alrededor de forma diferente que otro de carbono, cada escenario tendrá unas reacciones ligeramente diferentes. Son dos escenarios ligeramente diferentes provenientes de una misma causa.

Se dice que la desintegración del átomo es un evento azaroso porque todos los isótopos del mismo elemento (átomos) son iguales, razón por la cual las causas que intervienen son las mismas.

Si tenemos 6.000.000 átomos de C14, al cabo de 5.730 años se habrán desintegrado un 50 %: 3.000.000. Esta cifra es la esperable gracias a la probabilidad. Sin embargo, si tenemos sólo un átomo, desconocemos cuando se desintegrará (se convertirá en N14); podría suceder en el año 2 o en el año 8.000. Esto provoca escenarios diferentes.

La determinación fuerte, por el contrario, conllevaría una desintegración en un tiempo fijo, en un momento determinado, de acuerdo a las causas imperantes.

Una mezcla de determinación fuerte (obedeciendo unívocamente a leyes naturales estrictas) y un pequeño grado de aleatoriedad forman el concepto de determinismo débil, el cual tiene su ligera influencia a nivel macro, suficiente para no poder predecir la evolución exacta de la naturaleza aún conociendo todas las variables.

En consecuencia, el determinismo débil es probabilístico, mientras que el determinismo fuerte es unívoco.

Otro proceso que podría ser al azar es el siguiente: en la liberación de un par de partículas entrelazadas, cada una escoge el sentido de giro (spin) de manera aleatoria, no habiendo causa que justifique un sentido u otro. Pero tenemos menos datos de este enigmático proceso (ver el "entrelazamiento cuántico" y sus asombrosas particularidades).

Una consulta a la situación actual en la comunidad científica nos indica que el determinismo fuerte de antaño está perdiendo apoyo en favor del débil. Esto es consecuencia de las implicaciones de la mecánica cuántica, aunque la complejidad de ella obliga a ser cautelosos en las conclusiones.

Una objeción típica al determinismo débil es que la presunta aleatoriedad se puede deber a variables ocultas, ya que dos átomos no son exactamente iguales al no ocupar el mismo espacio exacto. Esta interpretación es minoritaria en la comunidad científica. Para justificarlo extraigo un párrafo completo de Wikipedia:

La mayor parte de la comunidad científica considera la mecánica cuántica como un evento azaroso y no determinista, al basarse en probabilidades y al parecer no estar regida por principios comunes a la mecánica tradicional. Desde el principio de incertidumbre de Heisenberg, pasando por el teorema de Bell, hasta las evidencias mostradas por miles de experimentos realizados en las últimas décadas, se demuestra que en la mecánica subatómica rigen leyes indeterministas, al contrario de lo que pensaba Einstein, que sostenía la idea de no predictibilidad basándose en la existencia de variables ocultas desconocidas que determinarían esa aparente realidad aleatoria. La cuestión abierta en la ciencia actualmente no es si las escalas cuánticas se comportan o no de manera determinista, sino porqué la realidad macroscópica es determinista y la realidad cuántica indeterminista.

Nota: en la interpretación del determinismo débil y en el consenso científico no hay lugar para el libre albedrío. Habría que buscar en otro sitio para encontrar pistas de dicho concepto (o pseudoconcepto).

Entradas relacionadas:

- El Principio de Incertidumbre y los observadores

- Libre albedrío: un pseudoconcepto


6 comentarios :

Kamu Syldeck dijo...

Hola:

Esa pregunta del por qué a nivel macroscópico hay determinismo y a nivel microscópico no, me parece que es la búsqueda de la teoría unificadora, el sueño en la física: unir la relatividad general, (la práctica mecánica clásica también), con la mecánica cuántica.

Pero esto es de interés académico, por ejemplo, experimentos mentales como el del minino ese de nombre endemoniado y me da flojera buscarlo. En términos efectivos vivimos en lo macro, donde tomamos en cuenta los promedios estadísticos de lo micro, cuando observamos el comportamiento de un número inconcebible de partículas, interacciónes y diversos niveles de organización de la materia, a nuestra escala reitero.

Esto es lo natural para nosotros, así que si bien nuestros resultados no son exactos, nos aporta una capacidad significativa de predicción, para ciertas cosas de las cuales tenemos suficiente conocimiento, dentro de un rango de tiempo acotado, claro.

La cuántica es argumento del creyente que pretende usar la ciencia para demostrar la existencia del libre albedrío. Pero como decía Russell, aunque los electrones bailen libremente en su saloncito, esa habitación se sigue moviendo de acuerdo a las leyes de la física, y por tanto, es predecible su futuro estado.

En todo caso, el tema del libre albedrío es muy atractiva intuitivamente y para el uso del sentido común. Esto y la experiencia personal es lo que usa la gente para abordar el mundo cuando no hacen uso del conocimiento.

Somos robots, aunque no nos guste, pero no olvidemos que igual tenemos nuestro corazoncito, :)

Saludos.

Bernat dijo...

Como ya he repetido tantas veces a mis compañeros de blog, una posible indeterminación cuántica va en contra del libre albedrío.

Cualquier acto u obra que tenga el origen en la aleatoriedad cuántica no podría NUNCA voluntario.

Riskov dijo...

La indeterminación cuántica puede dar lugar a aleatoriedad, lo que rompería el determinismo fuerte (el famoso demonio de Laplace) pero no daría lugar a libre albedrío. Este no puede originarse en el azar.

El libre albedrío tendría que originarse en algo diferente al determinismo y el azar. Ese algo los creyentes lo solucionan fácilmente: es el alma dotada de libertad por el creador. Muy científico...

Kamu Syldeck dijo...

Además, en su momento los teólogos presentaron un alma imposible: es inalterable y ocupa todo el espacio del cuerpo de cada persona.

Características mutuamente excluyentes.

Seguirán insistiendo con una definición infalsable del alma en base a la fe en Dios.

Y ya sabemos que no son los argumentos racionales los que mueven a la gente, son los argumentos emocionales.

Ya sé que detrás de cada razonamiento hay emoción, como dice Maturana, pero bueno, eso no implica exagerar el impulso ciego de los sentimientos.

Saludos.

Voltaire dijo...

Muy buena entrada. Ciertamente la cuántica no es determinista en el sentido clásico (Laplace) y por lo tanto muchos de sus fenómenos no son predictibles sino probabilisticos cuando se va a escalas por debajo de los agregados moleculares porque que como se ha observado no solo los átomos sino también moléculas y agregados de moléculas presentan un comportamiento cuántico.

A veces pienso (y puede que esté muy equivocado) que el azar es un animal muy extranyo y muy escaso. Para mi el único fenómeno realmente azaroso es el Beta decay; al menos si uno piensa que el azar sería una violación del principio de causalidad.

Kamu Syldeck dijo...

Bueno, al menos tengo presente el experimento mental de la doble rendija, que se emite una sóla partícula hacia ella.

Aún cuando se conociera todo sobre el estado inicial de la partícula, no se podría determinar hacia que lado va y por qué.

Al menos está claro que el determinismo fuerte tuvo su momento, en nuestra búsqueda del conocimiento.

Yo creo que el problema de los creyentes no es que no lo entienden, sólo se niegan a aceptarlo, es preferible para ellos ignorar ciertos aspectos de la realidad.

Un saludo.