Esta es una gran pregunta. Para comprender el gran problema revelado por la necesidad de la mecánica cuántica, tenemos que volver al menos 300 años atrás, a Isaac Newton.
Newton y los comienzos del progreso moderno
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Newton creció en medio de un esfuerzo a largo plazo para descubrir las Leyes por las cuales funcionaba el universo, presumiblemente la Ley creada por Dios. El primer objetivo en esto, siglos antes, era la comprensión de Dios.
El desarrollo de Newton de las leyes del movimiento y la gravedad fue un descubrimiento histórico. En un nivel práctico, demostraron que podíamos predecir todo, desde el vuelo de una bala de cañón hasta el movimiento de los planetas usando la observación y las matemáticas. La universalidad de esta ley dio dos resultados. Primero, nos hizo parecer más cercanos a entender a Dios, porque entendimos una ley simple que hizo mucho. En segundo lugar, nos hizo preocuparnos menos por Dios y más por el progreso y nuestra propia capacidad para lograrlo.
A partir de 1600, la civilización occidental se guió por una ética general y una filosofía del progreso que se denominó modernismo. La idea principal era que el Hombre pronto entendería y sería capaz de controlar completamente la Naturaleza. Esto fue visto como algo bueno. Primero, se creía que podíamos vencer el hambre y la peste. Entonces podríamos rediseñarnos, eliminando los defectos humanos y poniendo fin a la guerra, las luchas por el poder y la inhumanidad del hombre para la humanidad.
Para 1900, muchas personas estaban convencidas de que estábamos al borde del éxito. En 1899, el jefe de la Oficina de Patentes de los Estados Unidos declaró que todo lo útil para inventarse ya había sido inventado. (Los hermanos Wright probarían que estaba equivocado cuatro años después). La Enciclopedia Británica estaba preparando su edición de 1911, que mucha gente pensó que sería la última que necesitaríamos.
Era una vista rosada y tonta. Si desea comprender la naturaleza del error filosófico, lea La abolición del hombre de CS Lewis. En química y medicina, la reducción exitosa del flagelo de las infecciones bacterianas simplemente ha cambiado las formas en que nos enfermamos, y no ha llevado al final de todas las enfermedades. Si desea ver los errores en la filosofía, pregunte cómo este pensamiento condujo al holocausto nazi, a los destructivos programas de eugenesia incluso en los EE. UU., Y al filósofo existencialista Sartre que apoya la sangrienta matanza genocida de millones de camboyanos del Khmer Rouge.
Las grietas aparecen en la cosmovisión moderna
Mientras tanto, los científicos intentaban tapar algunos agujeros que aparecían donde las observaciones y los resultados experimentales no podían explicarse. Einstien abrió el camino. La primera relatividad especial explicó las transformaciones de Lorenz y mostró cómo se podían usar. Luego, la Relatividad General expandió a Newton una vez más y abrió una manera de entender el cosmos.
A las personas les llevó tiempo comprender las implicaciones de las soluciones de Einstien para lo que, al principio, parecían pequeños problemas. De hecho, puso fin al orden del universo newtoniano tan profundo como el final de la visión ptolemaica centrada en la Tierra creada por Newton, Brahe, Galileo y Copérnico. La relatividad general eliminó todos los marcos de referencia absolutos. Ya no era la quietud diferente del movimiento, o el movimiento constante diferente de la aceleración. La noción de progreso y todo el modernismo basado en ella comenzaba a desmoronarse. Como dijo Yeats (aunque estaba hablando de religión),
Girando y girando en el giro creciente,
El halcón no puede oír al halconero.
Las cosas se desmoronan; el centro no puede sostener
Las Leyes de la Relatividad fueron la primera revolución importante que desafió todas las ideas del modernismo y el progreso.
Einstein también lanzó el segundo. Esto rara vez se reconoce, a pesar de que ganó el Premio Nobel por hacerlo. Einstein descubrió la ley del efecto fotoeléctrico y abrió el campo de la mecánica cuántica.
En este punto, entramos en el segundo descubrimiento revolucionario, el que puso fin al sueño de poder predecir y, por lo tanto, dominar el universo físico. Schrodinger, Heisenberg y Bohr trabajaron en estos temas junto con Einstein y abrieron el mundo de la mecánica cuántica.
Neils Bohr, Albert Einstein, Max Planck, Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg y Erwin Schrödinger, de Misticismo cuántico: ido pero no olvidado
Una vez que Heisenberg declaró sucintamente que no podemos definir la ubicación y la velocidad de una sola partícula simultáneamente, ya que medir una inevitablemente cambiará a la otra de manera impredecible, toda esperanza de controlar el universo mediante la aplicación de las leyes de Newton (o incluso de la relatividad) se desvaneció.
La primera respuesta a su pregunta: Estas son las consecuencias de los descubrimientos de los primeros físicos cuánticos, incluido Schrodinger. Todo el modernismo y el mito del progreso se detuvieron.
¿Por qué es importante la investigación de hoy?
Si todas estas preguntas se plantearon en la primera mitad del siglo XX, ¿por qué los experimentos que hacen los físicos que hacen mecánica cuántica importan hoy? En particular, ¿cuál es el significado del experimento australiano citado en la pregunta?
A principios del siglo XX, había poca evidencia experimental de la mecánica cuántica, y todo era microscópico. Eso esta empezando a cambiar. Los físicos experimentales están comenzando a crear eventos cuánticos subatómicos con resultados visibles del mundo real. El resultado de tal experimento es que estamos más cerca de ver cosas que deberían ser imposibles, como un evento futuro que influye o causa un evento pasado, de maneras que podrían marcar la diferencia en la vida cotidiana.
La teoría actual tiene varias formas de manejar esto. Con solo la teoría disponible, no podemos decir qué teoría es más precisa. A medida que se realizan estos experimentos, podemos eliminar algunas teorías y validar otras, o al menos mostrar que algunas teorías son más probables que otras. Si continuamos en ese camino, puede conducir a resultados prácticos, al igual que una comprensión básica de la mecánica cuántica nos ha permitido desarrollar la electrónica de semiconductores.
¿Donde nos encontramos ahora?
Estamos comenzando a hacer frente a las implicaciones de la relatividad general. Incluso hacemos uso de sus efectos locales en el Sistema de Posicionamiento Global (GPS).
Estamos obteniendo algunas cosas, como la ingeniería electrónica, de la mecánica cuántica. Apenas estamos lidiando con sus mayores implicaciones.
Hasta ahora, pocas personas parecen estar lidiando con el problema más grande: solo explicamos el mundo físico que vemos usando dos modelos: Relatividad general y Mecánica cuántica. Necesitamos que el primero explique el 99% de todos los fenómenos ordinarios. Necesitamos el otro para explicar elementos importantes, y ahora, incluso elementos que pueden ser presentados a la vista ordinaria sin equipos excepcionales, y para fabricar nuestros dispositivos electrónicos. Y hemos demostrado que los dos sistemas son fundamental y permanentemente irreconciliables.
Pero espera, se pone peor. Cuando la relatividad eliminó cualquier marco de referencia y la mecánica cuántica eliminó las nociones ordinarias de tiempo y espacio, todo lo que nos quedaba para confiar era matemática y lógica. Ellos, al menos, son consistentes y pueden proporcionar una explicación completa de algunas cosas.
Lo siento, no es asi. Kurt Godel demostró esto en 1931 cuando publicó sus teoremas de incompletitud.
Él demostró que cualquier sistema lógico del que podamos derivar las matemáticas tendrá al menos un teorema que debe ser cierto, pero no puede ser probado. Peor aún, puede demostrarse tanto verdadero como falso. Peor aún, si es verdadero y falso, entonces cualquier otro teorema es verdadero y falso, y todo el sistema matemático y lógico es contradictorio.
Este es un desastre cuyas implicaciones aún no hemos comenzado a tratar.
