Complementariedad: dualidad de contrarios

El físico y filósofo Max Jammer opinaba que a partir del año 1925, el estado de la física «era, desde el punto de vista metodológico, una deplorable combinación de hipótesis, principios, teoremas y recetas operativas que distaba mucho de configurar una teoría lógica coherente»[1]. Entre las desconcertantes situaciones que planteaba la «mecánica cuántica» figuraba la paradójica dualidad «onda-corpúsculo», que asignaba dos propiedades contrarias a la misma individualidad (como, por ejemplo, algo duro y blando a la vez). Tal dualidad de contrarios implicaba la atribución de una doble identidad a partículas como los fotones. Lo cual era incompatible con la experiencia que proporcionan los objetos macroscópicos ordinarios.

Imagen visual que ilustra la dualidad onda-corpúsculo. Un mismo objeto (cilindro), en un sentido es proyectado como una circunferencia y en otro sentido, lo hace como un cuadrado. Aunque, como es evidente, el cilindro en sí sólo tiene una única forma geométrica.

En 1927, Niels Bohr quiso resolver tal incoherencia semántica postulando el «Principio de Complementariedad». Con el fin de que los resultados experimentales fueran interpretados como manifestación de la totalidad de la naturaleza, debía admitirse la idea de «descripción complementaria». Evidentemente, era una solución pragmática que se imponía de forma categórica entre dos significados antitéticos y con una finalidad conciliadora [2]. Al parecer, la idea fue incorporada a la terminología física bajo la inspiración del aforismo: Nur die Fülle führt zur Klarheit («Únicamente, la descripción completa conduce a la claridad»), cuyo origen provenía del filósofo y poeta alemán Friedrich Schiller. Con ello, Bohr pretendía superar las descripciones contradictorias y conseguir una información completa de un problema complejo. En este caso, en contra de la lógica ordinaria ( no científica), la «descripción plena» consistía en superponer dos propiedades, claramente antitéticas, en un mismo individuo.

«La misma naturaleza de la teoría cuántica nos fuerza a considerar la coordinación espacio-temporal y la expresión de la causalidad, cuya unión caracteriza a la teoría clásica, como características complementarias pero excluyentes de la descripción, simbolizando, respectivamente, la idealización de la observación y la definición».

Citado por Holton, G. (1982): 122. Nota 4. Ensayos sobre el pensamiento científico en la época de Einstein. Alianza, Madrid.

Esta afirmación, en opinión de Max Jammer, contiene la esencia de lo que más tarde se llamó «interpretación de Copenhague» de la mecánica cuántica. De hecho, la dificultad de conciliar tales imágenes antitéticas («corpuscular» y «ondulatoria») de una misma entidad física, había sido advertido de forma crítica por Einstein en 1924, en los siguientes términos:

«Tenemos actualmente dos teorías de la luz, ambas indispensables, pero, hay que reconocerlo, sin ninguna conexión lógica entre ellas a pesar de veinte años de enormes esfuerzos de los físicos teóricos».

Citado en Holton (1982): 121. Ensayos sobre el pensamiento científico en la época de Einstein. Alianza, Madrid.

La contradicción lógica es inconcebible si se refiere a la materia. Pero sería admisible tomada como descripción simbólica construida para integrar ambas nociones (ondulatoria y corpuscular) en una misma entidad, aunque sin intención de referirse a la realidad observada. Es patente que Bohr recurre a una dualidad simbólica que no tiene correlato en el mundo real.

Si el electrón fuera algo real, como, por ejemplo, un «haya», es decir, un individuo que pertenece a determinada especie botánica, no podría a la vez manifestarse como un «cedro». Así, pues, hemos de ver en el «Principio de Complementariedad» un recurso imaginativo del lenguaje científico, que carece de un significado lógico en el lenguaje natural, a excepción de la literatura de ficción.

Nota 1. Citado en Kumar, M. (2011): 242. Quántum. Eintstein, Bohr y el gran debate sobre la naturaleza de la realidad. Kairós. Barcelona.

Nota 2. Para De Broglie, la noción de «complementariedad» reside en una limitación conceptual, cuya raíz última es la «idealización»: «A la complementariedad en el sentido de Bohr, está estrechamente unida la limitación de los conceptos. Imágenes simples como las de corpúsculo, de onda, de punto bien localizado en el espacio, de estado de movimiento perfectamente definido, son en suma abstracciones, idealizaciones. En numerosos casos estas idealizaciones se encuentran realizadas aproximadamente en la naturaleza, pero tienen sin embargo sus límites de aplicación; la validez de cada una de esas idealizaciones está limitada por la validez de la idealización, ‘complementaria’ «(De Broglie, L. (1965): 13)La Física Nueva y los Cuantos. Editorial Losada. Buenos Aires.

En 1927 se celebró la V Conferencia Solvay cuyos participantes aparecen en la fotografía. Niels Bohr está el primero por la derecha de la segunda fila. Entre otros científicos, destacan Auguste Piccard , Albert Einstein, Marie Curie, Wolgang Pauli, Louis de Broglie, Erwin Schöridenger, Werner Heisenberg, Paul Dirac, y Max Plank.
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