La dualitat ona-partícula
Una interpretació per a la vida?
Un dels principis més famosos de la física quàntica és el de la complementarietat, també anomenat dualitat ona-partícula o ona-corpuscle. Segons una de les seves formulacions més recents, aquest principi diu que “no hi ha diferències fonamentals entre una partícula i una ona: les partícules es poden comportar com a ones i viceversa” (Stephen Hawking, 2001). El físic danès Niels Bohr va exposar en una conferència que aquest principi també podria ser útil a l'hora d'interpretar la vida des d'un punt de vista científic.
En primer lloc, però, cal tenir una senzilla idea de què vol dir aquest principi. Segons la física clàssica, una ona i una partícula són substàncies de naturalesa totalment diferent. Una partícula està confinada en un punt concret de l'espai, i té propietats característiques com la massa o el moment lineal, mentre que una ona s'extén a través d'una regió de l'espai, té una velocitat de propagació definida i no té massa.
No obstant això, des dels primers experiments de la física quàntica, en especial els duts a terme pel físic americà Arthur Compton, es va veure que partícules com els fotons o els electrons es comportaven obeint els models físics per a les ones en alguns fenòmens, com per exemple en l'efecte Compton o l'efecte fotoelèctric, mentre que en altres fenòmens obeïen els models físics per a partícules, com per exemple els xocs d'altes energies, cosa que provocava que poguessim parlar simultàniament de massa o de longitud d'ona d'un electró, relacionats pels càlculs de la hipòtesi del físic francès Louis-Victor de Broglie.
És a dir, que diferents tipus d'observacions conduïen a representacions científiques diferents, i fins i tot discrepants, però no podíem considerar només una part, sinó que necessàriament havíem de considerar els dos comportaments, encara que fossin contradictoris a priori.
Bohr, un dels fundadors de la física quàntica, era una persona enemiga de les matematitzacions; ell preferia navegar entre conceptes, teories filosòfiques, i raonaments conceptuals. Els seus mètodes quasi de visionari, però extraordinàriament encertats, van valer-li la fama de gurú de la física quàntica. Durant els anys trenta va fer una sèrie de conferències fora de l'àmbit purament físic, extrapolant principis de la mecànica quàntica, i en especial el de la complementarietat a terrenys com la biologia o l'antropologia.
En parlar de la vida, per exemple, va dir que era possible imaginar o bé un organisme com un conjunt de molècules complexament interconnectades que desenvolupaven les seves tasques mecàniques d'acord amb les lleis bàsiques de la física, o bé es podia imaginar un organisme com un tot en funcionament, amb atributs com la voluntat o els instints. Va explicar que aquests eren punts de vista complementaris, no només perquè oferien diferents perspectives, sinó també perquè eren impossibles de sostenir simultàniament -tal com succeïa amb la naturalesa corpuscular i ondulatoria dels electrons-.
Va declarar que si es volia estudiar la vida com un mecanisme complex, calia disseccionar un organisme molècula per molècula i observar com funciona, però, en fer-ho, es perdrien de vista les qualitats de la vida de l'organisme associades a un tot, com la consciència. Per altra banda, si es volia estudiar la vida com un tot, llavors no es podria concretar el paper de cada molècula en els processos.
Com tota extrapolació, no deixa de ser una especulació basada en una analogia, i per tant força mancada del rigor que sol caracteritzar el treball dels físics. No obstant això, i des de la meva perspectiva totalment aliena a la biologia, trobo que és una idea molt interessant, i que tot i que no ha estat gaire difosa, crec que pot resultar de gran utilitat en la conformació de les teories biològiques.
BIBLIOGRAFIA:
En primer lloc, però, cal tenir una senzilla idea de què vol dir aquest principi. Segons la física clàssica, una ona i una partícula són substàncies de naturalesa totalment diferent. Una partícula està confinada en un punt concret de l'espai, i té propietats característiques com la massa o el moment lineal, mentre que una ona s'extén a través d'una regió de l'espai, té una velocitat de propagació definida i no té massa.
No obstant això, des dels primers experiments de la física quàntica, en especial els duts a terme pel físic americà Arthur Compton, es va veure que partícules com els fotons o els electrons es comportaven obeint els models físics per a les ones en alguns fenòmens, com per exemple en l'efecte Compton o l'efecte fotoelèctric, mentre que en altres fenòmens obeïen els models físics per a partícules, com per exemple els xocs d'altes energies, cosa que provocava que poguessim parlar simultàniament de massa o de longitud d'ona d'un electró, relacionats pels càlculs de la hipòtesi del físic francès Louis-Victor de Broglie.
És a dir, que diferents tipus d'observacions conduïen a representacions científiques diferents, i fins i tot discrepants, però no podíem considerar només una part, sinó que necessàriament havíem de considerar els dos comportaments, encara que fossin contradictoris a priori.
Bohr, un dels fundadors de la física quàntica, era una persona enemiga de les matematitzacions; ell preferia navegar entre conceptes, teories filosòfiques, i raonaments conceptuals. Els seus mètodes quasi de visionari, però extraordinàriament encertats, van valer-li la fama de gurú de la física quàntica. Durant els anys trenta va fer una sèrie de conferències fora de l'àmbit purament físic, extrapolant principis de la mecànica quàntica, i en especial el de la complementarietat a terrenys com la biologia o l'antropologia.
En parlar de la vida, per exemple, va dir que era possible imaginar o bé un organisme com un conjunt de molècules complexament interconnectades que desenvolupaven les seves tasques mecàniques d'acord amb les lleis bàsiques de la física, o bé es podia imaginar un organisme com un tot en funcionament, amb atributs com la voluntat o els instints. Va explicar que aquests eren punts de vista complementaris, no només perquè oferien diferents perspectives, sinó també perquè eren impossibles de sostenir simultàniament -tal com succeïa amb la naturalesa corpuscular i ondulatoria dels electrons-.
Va declarar que si es volia estudiar la vida com un mecanisme complex, calia disseccionar un organisme molècula per molècula i observar com funciona, però, en fer-ho, es perdrien de vista les qualitats de la vida de l'organisme associades a un tot, com la consciència. Per altra banda, si es volia estudiar la vida com un tot, llavors no es podria concretar el paper de cada molècula en els processos.
Com tota extrapolació, no deixa de ser una especulació basada en una analogia, i per tant força mancada del rigor que sol caracteritzar el treball dels físics. No obstant això, i des de la meva perspectiva totalment aliena a la biologia, trobo que és una idea molt interessant, i que tot i que no ha estat gaire difosa, crec que pot resultar de gran utilitat en la conformació de les teories biològiques.
BIBLIOGRAFIA:
- LINDLEY, D. Incertidumbre. Einstein, Heisenberg, Bohr y la lucha por la esencia de la ciencia. (2008) Ed. Ariel, Barcelona.
Jaume Alonso
Entrades
