José Manuel Sánchez Ron, referente en la historia de la ciencia, desvela en esta entrevista cómo el salto del determinismo newtoniano a la probabilidad cuántica no solo cambió nuestra comprensión filosófica del universo, sino que engendró tecnologías que transformaron literalmente las formas en las que nos comunicamos, relacionamos con el dinero o escuchamos música.
José Manuel Sánchez Ron, destacado historiador y divulgador científico especializado en la historia de la física, explica en esta entrevista cómo los orígenes de la física cuántica se remontan al siglo XIX con los trabajos de espectroscopía de Bunsen y Kirchhoff, que llevaron a la introducción del concepto de cuantos por Max Planck en 1900.
También aborda cómo la física cuántica ha modificado radicalmente nuestra vida cotidiana, principalmente a través del transistor y la microelectrónica, así como las profundas implicaciones filosóficas de la mecánica cuántica, que desafía el determinismo clásico al introducir elementos de probabilidad en nuestra comprensión de la realidad. En cuanto al futuro, Sánchez Ron analiza el potencial de la convergencia entre física cuántica e inteligencia artificial para resolver problemas complejos, y destaca la importancia del Año Internacional de la Ciencia Cuántica en 2025 como oportunidad para difundir esta disciplina.
En tu libro “Historia de la Física cuántica” (Critica 2025), mencionas que los orígenes de esta disciplina se remontan al siglo XIX, con el estudio de los espectros y la espectroscopia. ¿Qué importancia tuvieron estos trabajos para el desarrollo posterior de la teoría cuántica?
Fue grande, porque fue como consecuencia de los trabajos, 1860-1861, en espectroscopía de Bunsen (químico) y Kirchhoff (físico), que éste introdujo la noción de “radiación de un cuerpo negro, fundamental para que en 1900 Max Planck introdujera los cuantos de radiación que dispararon la historia de la física cuántica propiamente dicha.
La espectroscopia reveló patrones en los espectros que no podían explicarse con las leyes clásicas. ¿Cómo influyeron estos descubrimientos en el surgimiento del concepto de cuantización?
Explicar, encontrar leyes que explicasen la distribución de las líneas que aparecen en esos espectros, fue efectivamente, un gran problema. El primer paso en este sentido fue cuando Niels Bohr logró en 1913 explicar la distribución de las líneas en el espectro del hidrógeno, utilizando el modelo atómico que creó al mismo tiempo y que incorporaba los cuantos.
Max Planck introdujo el cuanto de acción en 1900 como una solución al problema de la radiación de cuerpo negro. ¿Cómo evolucionó esta idea hasta convertirse en el núcleo de la mecánica cuántica?
Planck, un físico “clásico», no creyó en lo que él mismo introdujo en 1900. Pensaba que la radiación electromagnética, la radiación de un cuerpo negro, no era discontinuidad, y que esa discontinuidad se limitaba a la interacción de la radiación con las paredes del contenedor que la albergaba. Fue Albert Einstein, entonces un mero empleado de la Oficina de Patentes de Berna, quien se tomó en serio a los cuantos de energía, publicando un artículo en el que defendía que existen fenómenos, como el efecto fotoeléctrico, que sólo se pueden explicar suponiendo que la radiación electromagnética, la luz, está formada por cuantos de energía independientes.
La convergencia entre física cuántica e IA es prometedora, según Sánchez Ron. / ChatGPT/T21
Aspectos filosóficos y científicos
La mecánica cuántica ha desafiado el determinismo clásico al introducir elementos de contingencia y probabilidad en la descripción del universo. ¿Cómo afecta esta contingencia a nuestra comprensión del mundo físico y qué implicaciones filosóficas tiene para conceptos como causalidad o libre albedrío?
Implicaciones muy profundas porque, aunque nuestra experiencia, la del mundo del macrocosmos, responda a una causalidad, digamos, newtoniana (en la que, por cierto, también cabe el caos, aunque sea otro tipo de causalidad), la mecánica cuántica nos dice que el substrato atómico que fundamenta esa realidad cotidiana nuestra es probabilista. No hay que olvidar, además, las implicaciones del “principio de incertidumbre” que Heisenberg publicó en 1927. Recordemos lo que escribió en este trabajo: “lo que es incorrecto en la formulación fuerte de la ley causal ‘Si conocemos exactamente el presente, podemos predecir el futuro’, no es la conclusión, sino la premisa.” No podemos conocer, por cuestiones de principio, el presente en todos sus detalles. Como el carácter estadístico de la teoría cuántica está tan íntimamente ligado a todas las percepciones, uno se puede ver conducido a la presunción de que detrás del universo estadístico de la percepción se esconde un mundo ‘real’ regido por la causalidad. Pero tales especulaciones nos parecen – y hacemos hincapié en esto – inútiles y sin sentido. ¿En qué medida esto afecta al libre albedrío? Es algo a lo que no sabría responder, y sospecho que nadie puede.
Las diferentes interpretaciones de la mecánica cuántica, como la de Copenhague o los mundos múltiples, han generado debates profundos. ¿Cuál consideras más adecuada para explicar los fenómenos cuánticos?
Hasta el día de hoy, la generalmente aceptada, porque se amolda a la presentación habitual – que funciona muy bien – de la mecánica cuántica, es la interpretación de Copenhague, pero la de los mundos múltiples, o multiversos, tiene para mí un gran atractivo, aun siendo radical y sorprendente. De hecho, en los últimos tiempos está siendo objeto de interés creciente por los físicos. El problema es encontrar algún efecto observable en nuestro universo. Y eso no se ha logrado.
El sueño de esa teoría “final”, que tanto propagó Stephen Hawking, no se encuentra en mi opinión ahora más cerca de lo que estuvo entonces, a finales del siglo pasado
Actualidad y estado del arte
La computación cuántica está revolucionando áreas como la criptografía y la simulación molecular. ¿Qué avances recientes destacarías como los más prometedores?
La utilización de una de las características de la mecánica cuántica, el denominado “entrelazamiento” – idea basada en trabajos de Einstein y Schrödinger en 1935, y que ya está comenzando a utilizarse en las comunicaciones, que serán más seguras.
La física cuántica está traspasando los límites del Modelo Estándar en busca de respuestas sobre materia y energía oscuras. ¿Qué avances recientes crees que podrían abrir nuevas puertas en esta área?
Por el momento no se sabe cómo solucionar el problema, o los problemas, de la materia y energía oscuras. Podría suceder que se necesite introducir algún tipo de nueva partícula, hasta el momento no detectada, o, ¿quién sabe si no una nueva fuerza, que sería la quinta, tras las gravitacional, electromagnética, fuerte y débil? Y, efectivamente, esto podría afectar al Modelo Estándar, que tan bien funciona en la explicación del plural mundo de la física de altas energías y de las partículas “elementales”.
¿Cómo ves el impacto de iniciativas como el Año Internacional de la Ciencia Cuántica en 2025 para fomentar el desarrollo global de esta disciplina?
En cuanto al desarrollo, digamos, profesional, el de la investigación básica y las aplicaciones, no creo que signifique mucho, pues se trata de un campo de la ciencia cuyo interés científico y técnico es evidente. Pero sí que es interesante que se haya declarado a 2025 el Año Internacional de la Ciencia y Técnica Cuánticas porque contribuirá a difundir en el conjunto de la sociedad esta disciplina, de la que con justicia se puede decir que ha cambiado el mundo (un “hijo” de ella es el transistor, cuya importancia no hace falta explicar).
Si la humanidad entró, en algún momento del último tercio del siglo XX, en lo que muchos denominan la “Era de la Información”, y subsiguientemente también de la “Globalización”, fue gracias a los desarrollos que se produjeron a partir de la invención del transistor y de la revolución microelectrónica que propició.
Relación entre Física Cuántica e Inteligencia Artificial
El futuro tecnológico parece depender cada vez más de la convergencia entre física cuántica e inteligencia artificial. ¿Qué potencial ves en esta interacción para resolver problemas complejos?
Mucho. En lo matemático, por ejemplo, puedo imaginar perfectamente que esa convergencia, que esa alianza, permite probar conjeturas o teoremas, incluso abrir nuevos campos, pues si en algo son buenas las máquinas inteligentes es en identificar patrones, y al aumentar la capacidad de cálculo y manejos de datos, lo que se logrará con toda seguridad con la computación cuántica, mejorará esa capacidad.
Perspectivas Futuras
¿Crees que estamos cerca de una «teoría del todo» que unifique mecánica cuántica y relatividad general? ¿Qué obstáculos persisten para lograr esta meta?
No, no lo creo. El sueño de esa teoría “final”, que tanto propagó Stephen Hawking, no se encuentra en mi opinión ahora más cerca de lo que estuvo entonces, a finales del siglo pasado. La propia existencia de la materia y energía oscuras complica aún más la situación.
Como historiador y divulgador científico, ¿qué mensaje te gustaría transmitir sobre cómo la física cuántica puede transformar nuestra comprensión del universo y nuestra vida cotidiana?
Nuestra vida cotidiana ya la ha cambiado radicalmente con la invención del transistor y sus innumerables aplicaciones a través de los circuitos integrados. Si la humanidad entró, en algún momento del último tercio del siglo XX, en lo que muchos denominan la “Era de la Información”, y subsiguientemente también de la “Globalización”, fue gracias a los desarrollos que se produjeron a partir de la invención del transistor y de la revolución microelectrónica que propició. Integrados a millones en circuitos integrados, los transistores pasaron a desempeñar funciones básicas en los billones de microprocesadores que controlan, por ejemplo, motores de coche, teléfonos celulares, misiles, satélites, redes de gas, hornos microondas, computadores personales (PC), aparatos para discos compactos, teléfonos móviles e inteligentes. Cambiaron, literalmente, las formas en las que nos comunicamos, relacionamos con el dinero, escuchamos música, vemos televisión, conducimos coches, lavamos nuestra ropa, cocinamos o trabajamos.
En lo que se refiere a nuestra comprensión del universo, aparte de la introducción de la probabilidad, si en algún momento se confirma la teoría de los multiversos, esto cambiaría radicalmente nuestra idea de la realidad cósmica y nuestro lugar en ella.
