Primeros principios de la mecánica cuántica

Escribiremos ahora un resumen de las principales conclusiones de nuestros experimentos. Sin embargo, pondremos los resultados en una forma que los haga verdaderos para una clase general de tales experimentos. Podemos escribir nuestro resumen de forma más sencilla si definimos primero un «experimento ideal» como uno en el que no hay influencias externas inciertas, es decir, no hay agitación u otras cosas que pasan y que no podemos tener en cuenta. Seríamos bastante precisos si dijéramos: «Un experimento ideal es uno en el que todas las condiciones iniciales y finales del experimento están perfectamente especificadas». Lo que llamaremos «un suceso» es, en general, sólo un conjunto específico de condiciones iniciales y finales. (Por ejemplo: «un electrón sale del cañón, llega al detector, y no sucede ninguna otra cosa»). Ahora nuestro resumen.

A uno aún le gustaría preguntar: «¿Cómo funciona? ¿Cuál es el mecanismo que subyace en la ley?». Nadie ha encontrado ningún mecanismo tras la ley. Nadie puede «explicar» nada más que lo que acabamos de «explicar». Nadie les dará ninguna representación más profunda de la situación. No tenemos ninguna idea sobre un mecanismo más básico a partir del cual puedan deducirse estos resultados.

Nos gustaría resaltar una diferencia muy importante entre la mecánica clásica y la cuántica. Hemos estado hablando de la posibilidad de que un electrón llegue en una circunstancia dada. Hemos dado por hecho que en nuestro montaje experimental (o incluso en el mejor montaje posible) sería imposible predecir exactamente lo que sucedería. ¡Sólo podemos predecir las probabilidades! Esto significaría, si fuera cierto, que la física ha abandonado el problema de tratar de predecir exactamente lo que sucederá en una circunstancia definida. ¡Sí! La física ha abandonado. No sabemos cómo predecir lo que sucedería en una circunstancia dada, y ahora creemos que es imposible, que lo único que puede predecirse es la probabilidad de sucesos diferentes. Hay que reconocer que esto es un retroceso en nuestro ideal primario de comprender la naturaleza. Quizá sea un paso atrás, pero nadie ha visto la forma de evitarlo.

Haremos ahora unos pocos comentarios sobre una sugerencia que se ha propuesto a veces para tratar de evitar la descripción que hemos dado: «Quizá el electrón tiene algún tipo de mecanismo interno —algunas variables internas— que aún no conocemos. Quizá sea por esto por lo que no podemos predecir lo que sucederá. Si pudiéramos mirar más de cerca el electrón podríamos ser capaces de decir dónde acabaría». Hasta donde sabemos, esto es imposible. Seguiríamos estando en dificultades. Imaginemos que dentro del electrón hay algún tipo de mecanismo que determina dónde va a ir a parar. Este mecanismo debe determinar también por qué agujero va a pasar en su camino. Pero no debemos olvidar que lo que está dentro del electrón no debería ser dependiente de lo que nosotros hacemos, y en particular de si abrimos o cerramos uno de los agujeros. Así, si un electrón, antes de salir, ha decidido ya a) por qué agujero va a pasar, y b) dónde va a acabar, deberíamos encontrar P₁ para aquellos electrones que han elegido el agujero 1, P₂ para aquellos que han elegido el agujero 2, y necesariamente la suma P₁ + P₂ para aquellos que llegan a través de los dos agujeros. No parece haber ninguna forma de evitar esto. Pero hemos verificado experimentalmente que este no es el caso. Y nadie ha imaginado una forma de escapar a este rompecabezas. Así, en el momento actual debemos limitarnos a calcular probabilidades. Decimos «en el momento actual», pero sospechamos con mucha fuerza que hay algo que seguirá para siempre con nosotros que es imposible romper el rompecabezas y que así es realmente la naturaleza.