Cita del libro "Qué es la vida" de Schrödinger: Las leyes de la física son de naturaleza estadística [cerrado]

Hasta justo después del comienzo del siglo XX, los científicos creían que la naturaleza era muy determinista y predecible. Sin embargo, Schrödinger pertenecía a una nueva generación de científicos junto con Bohr, Heisenberg y Planck que desarrollaron una teoría de la física cuántica muy pequeña (también conocida como mecánica cuántica).

El núcleo mismo de la mecánica cuántica está envuelto en incertidumbre; Schrödinger descubrió la ecuación de onda y Heisenberg el principio de incertidumbre. Ambos eran equivalentes y ambos no predecían con certeza sino con probabilidad.

Aunque Einstein también contribuyó a la nueva física con sus artículos sobre el movimiento browniano y el efecto fotoeléctrico, se aferró al determinismo incluso hasta su muerte en 1955. En la 5ª Conferencia Solvay debatió con Bohr y la famosa cita de Einstein: "Dios no no juegues a los dados con el mundo"

Pero el éxito de la mecánica cuántica se ha agotado y, de hecho, la incertidumbre parece ser la regla en la física.

Algunos fenómenos de la naturaleza no son deterministas en gran medida. Especialmente en física cuántica. Muchos de los experimentos de mecánica cuántica no se pueden explicar a nivel de evento individual, pero se pueden predecir con mucha precisión a un nivel promedio. Eso da la impresión de que las leyes de la física son de naturaleza estadística. Pero la razón de esto es nuestra incapacidad para medir y determinar los resultados a nivel de evento individual.

Como ejemplo, si alineamos el giro de un electrón a lo largo del eje horizontal y luego tratamos de medir su giro a lo largo del eje vertical, será hacia arriba o hacia abajo. No podemos decir acerca de un electrón tan específico si el espín será seguro hacia arriba o hacia abajo. Pero las leyes de QM nos dicen que, en promedio, el 50% de tales electrones medirán el espín hacia arriba y el 50% de ellos medirán el espín hacia abajo. Cuando llevamos a cabo los experimentos en una gran cantidad de tales electrones, se encuentra que el resultado 50/50 es fiel a los niveles de seis sigma. Entonces, los promedios funcionan como se predijo. El promedio es un valor estadístico. La estadística trae la probabilidad a la imagen.

Esto hace que algunas personas piensen que las leyes son de naturaleza estadística. Pero en realidad no son necesariamente así. No tenemos herramientas lo suficientemente sensibles para predecir los resultados a nivel de electrones individuales.

Esto sucede debido a la naturaleza aleatoria, que es demasiado compleja de calcular.

Como ejemplo clásico, podemos predecir la cantidad de agua que se evapora de una piscina diariamente y, por lo tanto, podemos predecir cuánto tiempo tardará en secarse la piscina. Pero, no hay forma de que podamos predecir: qué día/hora, una molécula de agua específica se evaporará de la piscina. Probablemente ni siquiera tengamos una forma de distinguir una molécula de otra, por lo que incluso se convierte en un punto discutible pedir hacer esa predicción en primer lugar.

Lo que hace que los fenómenos de QM sean muy extraños es que, cuando tratamos de explicar, cómo los resultados estadísticos están enmarcados por la naturaleza. Nuevamente, esta extrañeza existe y sobrevive debido a nuestra incapacidad para explicar el mecanismo físico detrás de los resultados.

Tomando un ejemplo crudo, si seguimos tirando tierra en un lugar, siempre toma la forma de un montón. Podemos decir que el montón se forma debido a la probabilidad de cuántas partículas caen dónde. Pero también podemos decir que, dondequiera que caigan las partículas individuales, el montón en realidad se forma por la gravedad para mantener las cosas en equilibrio en general.

Si bien podemos predecir que la forma será un montón, no podemos decir dónde se estabilizará una partícula específica de suciedad en el montón. Hay tanta aleatoriedad involucrada que simplemente no es posible para nosotros decirlo.

Pero, por otro lado, hay numerosos ejemplos en los que podemos predecir con precisión a nivel de evento individual. Por ejemplo, si conocemos la velocidad y el ángulo de un proyectil, podemos calcular con precisión dónde aterrizará (ignorando los efectos del viento, etc.) Y todos esos proyectiles aterrizarán exactamente como se predijo. Entonces, aquí no hay probabilidad involucrada, o podemos decir que la probabilidad es del 100%, que básicamente es una ley determinista, no una ley estadística.