Filosofía en español 
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Mecánica cuántica

no figura

Diccionario filosófico marxista · 1946

Mecánica cuántica

Capítulo de la física que trata de las leyes del movimiento de los micro-objetos: electrones, protones y demás partículas “elementales”, así como de los átomos y de los núcleos atómicos. El movimiento de los micro-objetos se distingue cualitativamente del movimiento de los cuerpos ordinarios en que no es una traslación a lo largo de una trayectoria. Como lo muestra la experiencia, los micro-objetos manifiestan una naturaleza doble: presentan ciertas propiedades de los corpúsculos y, al mismo tiempo, ciertas propiedades de las ondas: si bien en colisiones violentas la partícula microscópica actúa en un espacio muy reducido, a la manera de un corpúsculo, su movimiento, igual que el de la onda, abarca una región del espacio mucho más extensa. Este movimiento tiene un carácter de periodicidad en el espacio y en el tiempo. A cada momento del tiempo, el movimiento de la partícula depende de las condiciones físicas existentes en todo el sistema material de que forma parte. Estas particularidades de los micro-objetos determinan las propiedades de los sistemas complejos que constituyen. Por ejemplo, no se puede representar el átomo como constituido por partículas netamente aisladas las unas de las otras, como lo hacía la física precuántica; cada electrón que entra en la composición de un átomo complejo no está aislado de otro electrón en el espacio; cada partícula pertenece al sistema entero aunque conserva al mismo tiempo, la facultad de localizarse en una parte reducida del sistema y de manifestar su individualidad independientemente del sistema.

Estas propiedades de las micro-partículas y de los micro-sistemas hallan su expresión en las leyes de la mecánica cuántica. Las leyes fundamentales de la mecánica cuántica expresan la correlación existente entre los valores físicos que caracterizan las propiedades corpusculares de la partícula, su energía y su impulso, y los valores que caracterizan sus propiedades ondulatorias: frecuencia y longitud de onda. La energía de una partícula es proporcional a la frecuencia del proceso ondulatorio ligado a su movimiento, mientras que su impulso (la cantidad de movimiento) es inversamente proporcional a la longitud de onda. Por consiguiente, el movimiento de la partícula está caracterizado por valores que, por su contenido, no coinciden enteramente con los valores análogos de la física clásica. Por ejemplo, el impulso (cantidad de movimiento) es la medida del movimiento de la partícula no en un estado cualquiera (como el que se produce para los cuerpos microscópicos) sino considerada en estado libre, cuando la partícula no está sino débilmente ligada a lo que la rodea. Las coordenadas de la partícula (región del espacio en el que está localizada) dependen de las condiciones exteriores, del grado de ligazón de esta partícula con las otras.

Se infiere de las leyes de la mecánica cuántica lo que se llama las relaciones de incertidumbre. Estas relaciones establecen un vínculo entre la región de localización de la partícula y el grado de incertidumbre de su impulso: cuanto más ligada se halla la partícula, más indeterminado es el impulso que caracteriza en acción individual como partícula “libre”. Y al contrario, cuanto menos ligada se halla la partícula, más vasta es la región del espacio en la cual se mueve, y más determinado es su impulso.

El descubrimiento de las leyes del movimiento de las partículas permitió explicar numerosos hechos y leyes establecidos experimentalmente, ante todo, el hecho de la estabilidad particular de los átomos y de las moléculas, su propiedad de liberar o absorber energía por “porciones” discretas llamadas cuantos (de ahí el nombre de mecánica cuántica) y también de prever toda una serie de fenómenos desconocidos hasta entonces, particularmente la difracción de los electrones y de otras partículas. La difracción de los electrones que pone tan bien en evidencia la doble naturaleza de las partículas, consiste en lo siguiente: cuando un flujo de electrones de impulso igual atraviesa un sistema de átomos dispuesto regularmente (cuando atraviesa, por ejemplo, una película de cristal) y, dispersado por ella, es proyectado enseguida sobre una pantalla que da un efecto luminoso en el punto de incidencia de cada electrón, se ve aparecer en la pantalla anillos (o franjas) alternativamente en sombra y en luz. Se obtiene un cuadro totalmente idéntico al de la difracción cristalina de los rayos X (ondas). Así, al tiempo de ejercer una acción local semejante a la de las partículas, los electrones se desplazan a la manera de ondas. La mecánica cuántica explica la cuantificación de la energía del átomo (o de la molécula) de la manera siguiente: dado que el movimiento estacionario de un electrón está en concordancia con toda la estructura del campo eléctrico que lo liga al núcleo del átomo y a los otros electrones y posee los caracteres del movimiento ondulatorio (obedece a la ecuación de onda), no puede ser fortuito; la energía del electrón en el átomo no puede variar continuamente en una cantidad arbitrariamente pequeña. Por eso, los movimientos prolongados del electrón dentro del átomo son cuantificados y su energía sólo puede tomar una serie discontinua de valores. Eso explica la estabilidad excepcional del átomo el que, aunque entra cada segundo centenares de millones de veces en colisión con los otros átomos, conserva, en la gran mayoría de los casos, su estructura y el carácter de sus movimientos internos. La mecánica cuántica ha explicado igualmente numerosos hechos más, especialmente, la naturaleza de la afinidad química, la diferencia existente entre los diversos cuerpos sólidos: metales, semiconductores, aisladores (dieléctricos), la estructura de los espectros emitidos por los átomos, &c. La mecánica cuántica sirve de base a ciertas ramas de la técnica moderna.

Sin embargo, a pesar de grandes éxitos, el desarrollo de la mecánica cuántica se vio aminorado en su marcha por falsificaciones idealistas subjetivas difundidas entre los físicos de los países capitalistas que han ejercido su influencia igualmente sobre ciertos físicos soviéticos. Partiendo de posiciones filosóficas subjetivistas idealistas, numerosos físicos de los países capitalistas (especialmente los que contribuyeron en mayor grado a la creación de la mecánica cuántica) presentan a ésta bajo un aspecto deformado. Considerando los electrones (y las demás partículas microscópicas) como partículas en el sentido antiguo de la palabra, los científicos idealistas declaran como ininteligibles en su principio las leyes particulares de su movimiento, que son, en realidad, condicionadas por su naturaleza. Pretenden que los valores físicos que caracterizan los movimientos de las partículas son macroscópicos, inadecuados a la naturaleza de los micro-objetos. Según ellos, la ciencia no puede, por principio, dar otras características al movimiento que no sean las características macroscópicas, dado que todo “conocimiento físico” es, por su propia naturaleza, “macroscópico”, y el sujeto que conoce, el hombre, un ser macroscópico también. Esos científicos sostienen que, según los instrumentos empleados, la partícula microscópica posee tales o cuales propiedades (“complementarias” las unas de las otras). Es como si el instrumento “creara” el estado del objeto considerado. Llegan hasta negar toda causalidad en los procesos microscópicos, a atribuir un libre albedrío al electrón, y hasta admiten otras invenciones místicas. Todo eso es acompañado por una deducción reaccionaria que afirma la universalidad de la mecánica cuántica y la imposibilidad de una teoría más profunda de los procesos microscópicos. El contenido real de la mecánica cuántica echa por tierra esas lucubraciones idealistas que han hecho un daño considerable a la ciencia. El movimiento de las partículas microscópicas está determinado por las condiciones físicas en las cuales existen independientemente del observador, y no por el instrumento macroscópico que no sirve más que para poner en claro el movimiento real de la partícula. En realidad, las nociones de la mecánica cuántica expresan de manera adecuada la especificidad de las leyes del movimiento de las partículas microscópicas y no son sólo “macroscópicas”. Los científicos soviéticos han mostrado toda la inconsistencia y el carácter reaccionario de esta interpretación subjetivista. Sin embargo, los físicos soviéticos tienen que resolver todavía como materialistas consecuentes, el problema de la interpretación, de la generalización y del desarrollo de la mecánica cuántica.

Diccionario filosófico abreviado · 1959:345-347

Mecánica cuántica (teoría cuántica)

Parte de la física que estudia el movimiento de los microobjetos. Los fundamentos de la mecánica cuántica fueron establecidos en 1924 por Louis de Broglie, quien descubrió la naturaleza corpuscular-ondulatoria de los objetos físicos. En 1925-27, Schrödinger, Heisenberg y otros crearon el esquema sistemático de la mecánica cuántica. Los rasgos capitales de esta mecánica como teoría física (dualismo corpuscular-ondulatorio, relación de incertidumbre, &c.), se desprenden de la presencia del cuanto de acción. Cuando la magnitud del cuanto de acción puede considerarse desdeñable por pequeña, la mecánica cuántica pasa a mecánica clásica (Principio de correspondencia). En la mecánica cuántica, a diferencia de lo que ocurre en la mecánica clásica la conducta de una partícula como tal siempre tiene un carácter de probabilidad, estadístico. Ello hace que, en mecánica cuántica, pierdan su sentido el concepto de trayectoria del movimiento y la idea clásica de causalidad. Las propiedades extraordinarias de la micropartícula se reflejan, mediante la denominada función de onda, que da la caracterización mecánica cuántica del estado del microobjeto. Esta función se determina partiendo de la “ecuación de onda” mecánica cuántica, que constituye la ley fundamental del movimiento de los microobjetos. Cuando las velocidades son pequeñas, esta ley está dada por la ecuación de Schrödinger. Si las velocidades del movimiento de los microobjetos son grandes, la ley del movimiento se expresa mediante la ecuación de Dirac, que tiene en cuenta las exigencias de la teoría de la relatividad. La mecánica cuántica ha permitido explicar un círculo amplísimo de fenómenos en física, en química e incluso en biología –la estructura del átomo, la radiactividad, el sistema periódico de los elementos, &c. Como quiera que la mecánica cuántica, en comparación con la física clásica, hace referencia a un nivel más profundo de la materia, ha planteado con mayor hondura problemas filosóficos como el de la relación entre el sujeto y el objeto, el del conocimiento y la realidad física, el de la casualidad y la necesidad, el de determinismo e indeterminismo, el de la “evidencia” física y el formalismo matemático, &c. La distinta visión filosófica de tales problemas se revela directamente en la diferente interpretación de los rasgos específicos de la mecánica cuántica, ante todo de la función de onda. En el lenguaje de la física clásica, no es posible expresar, en principio, la esencia de la función de onda según la cual las propiedades de la micropartícula constituyen una síntesis de propiedades ondulatorias y corpusculares contradictorias, que se excluyen mutuamente en el sentido clásico. Para comprender la micropartícula, no sólo es necesario situarse en el punto de vista de la dialéctica materialista, que permite examinar acertadamente la contradicción y la síntesis dialécticas, sino que es necesario ante todo ahondar en nuestras representaciones acerca del espacio y del tiempo y rebasar, con ello, los límites de la mecánica cuántica. En el periodo en que la propia física no podía hacerlo, alcanzó amplia difusión la “interpretación de Copenhague” de la mecánica cuántica, a saber: que la función de onda es sólo una “anotación de los datos que poseemos sobre el estado del microobjeto” (Bohr, Escuela de Copenhague, Principio de complementariedad). Algunos científicos y pensadores idealistas llegaron a negar en general el carácter del microcosmo, de la causalidad en él, llegaron a hipertrofiar el papel del observador y del instrumento. En realidad, la función de onda refleja las propiedades objetivas del microobjeto, y el hecho de que tales propiedades resulten insólitas no justifica que se infieran conclusiones subjetivistas. Es perfectamente comprensible que varios eximios hombres de ciencia (por ejemplo Heisenberg y Bohr) se hayan ido apartando de la metodología positivista a medida que se desarrollaba la física moderna, que ha descubierto la recíproca transmutación de las partículas “elementales”, su estructura, su nexo indisoluble con el vacío, todo lo cual ha confirmado el carácter objetivo de las “paradojas” de la mecánica cuántica.

Diccionario filosófico · 1965:305-306

Mecánica cuántica

Sección de la física que estudia los fenómenos del micromundo. El surgimiento de la mecánica cuántica, su desarrollo e interpretación están vinculados con los nombres de Planck, Broglie, Heisenberg, Bohr. Los científicos soviéticos Vavílov, V. Fok, I. Tamm, A. Landau, D. Blojíntsev y otros hicieron un gran aporte a la elaboración e interpetación científicas de los problemas físicos y filosóficos de la mecánica cuántica. Esta última hizo más evidente el hecho de que, sin intervenir activamente en el sistema de objetos en interacción, el investigador no puede conocerlos adecuadamente. Aunque también en nuevas condiciones se conserva la base de principio de la interacción del hombre y el mundo exterior –el carácter primario del objeto y el carácter secundario del sujeto–, ellos se entrelazan más estrechamente. En torno a estos problemas filosóficos de la mecánica cuántica se desplegó una enconada polémica. Dichos problemas se convirtieron, particularmente en el período inicial de desarrollo de la mecánica cuántica, en objeto de distintas especulaciones anticientíficas, comprendidas las positivistas, asociadas en cierta medida a los enunciados de varios adeptos de la denominada Escuela de Copenhague. La interpretación errónea de la especificidad del microcosmos exclusivamente como consecuencia de las particularidades del proceso de conocimiento y medición conducía a la exageración del papel del “observador”, a las afirmaciones sobre el “crac de la causalidad”, el “libre albedrío” del electrón, &c. La renuncia a semejantes afirmaciones, la evolución de las concepciones de algunos representantes de la antigua Escuela de Copenhague, como en conjunto la situación en la física moderna, atestiguan que vence “el espíritu principal materialista de la física” (Lenin). En nuestros días, la mecánica cuántica no sólo permite explicar de modo científico una vasta gama de fenómenos en la esfera de la física, la química y la biología, sino que alcanzó el nivel de la ciencia aplicada, ingenieril. Esto confirma nuevamente que en el conocimiento de los secretos del micromundo son ilimitadas las posibilidades de la razón humana; pertrechada con la metodología de vanguardia.

Diccionario de filosofía · 1984:281