El caracter fundamentalmente indeterminista de la mecanica cuantica (en su interpretacion estandar) ha supuesto el abandono casi definitivo de la concepcion clasica que las nociones de causalidad y determinismo eran practicamente coincidentes., lo cual ha motivado un cierto escepticismo (causal) en gran parte de los filosofos de la ciencia modernos. A pesar de ello, se ha invertido un gran esfuerzo investigador al tratar de desarrollar un concepto de causalidad que, ademas de capturar adecuadamente lo que intuitivamente reconocemos como interacciones causal,es pueda ser incorporado en el marco teorico-conceptual de la mecanica cuantica. Solo la idea de causalidad probabilista y la aplicacion de diferentes tecnicas de inferencia causal -tales como la Condicion Causal de Markov, y en concreto el Principio de Causa Comun de Reichenbach- parecen adecuadas para la caracterizacion de la causalidad en tales condiciones. Por otro lado, las correlaciones Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) suponen un excelente campo de estudio si pretendemos investigar la existencia de una posible estructura causal cuantica.
De entre los diversos modelos causales propuestos como explicacion de dichas correlaciones, parecen especialmente intuitivas las explicaciones que incluyen causas comunes, debido especialmente a las restricciones relativistas que incorpora el experimento EPR. Las explicaciones de las correlaciones EPR en terminos de causas comunes, sin embargo, no dejan de ser polemicas. Por un lado, no esta todavia del todo claro si el Principio de Causa Comun de Reichenbach (PCCR) puede ser tomado como un metodo valido y fiable de inferencia causal. Por otro lado, la opinion generalizada establece que, sea cual sea el estatus del PCCR, las explicaciones de las correlaciones EPR en terminos de causas comunes parecen abocadas, bajo condiciones estandar de localidad, a satisfacer las desigualdades de Bell.
Eesta tesis discute, en primer lugar los argumentos mas relevantes en torno al estatus del PCCR, incluidos los contraejemplos mas importantes (van Fraassen, 1982; Cartwright, 1993; Sober, 2000). Se defiende que las implicaciones de dichos contraejemplos pueden ser evitadas bajo ciertas apreciaciones. Se concluye, por lo tanto, que el PCCR puede servir, al menos, como punto de partida para la inferencia causal a partir de relaciones estadisticas.
La tesis defiende, por otro lado, que los diferentes argumentos en favor de la opinion generalizada de que las explicaciones de causa comun para las correlaciones EPR quedan excluidas a la luz de la violacion de las desigualdades de Bell no son todo lo concluyentes como se pretende. La tesis analiza en detalle el argumento quiza mas influyente en este sentido (van Frassen, 1982), asi como otras propuestas mas recientes (GraBhoff et al, 2005), y se concluye un ambos casos que los argumentos correspondientes contienen premisas injustificadas. Las implicaciones de este analisis abren la puerta a modelos causales (de causa comun) para EPR que no se ven comprometidos por el Teorema de Bell. Se propone en la tesis un modelo de este tipo que, sin embargo, necesita de una reinterpretacion ontologica de los eventos postulados comocausa comun. El modelo propuesto sugiere por tanto una revision de las nociones estandar tanto de causalidad como de localidad.
El caracter fundamentalmente indeterminista de la mecanica cuantica (en su interpretacion estandar) ha supuesto el abandono casi definitivo de la concepcion clasica que las nociones de causalidad y determinismo eran practicamente coincidentes., lo cual ha motivado un cierto escepticismo (causal) en gran parte de los filosofos de la ciencia modernos. A pesar de ello, se ha invertido un gran esfuerzo investigador al tratar de desarrollar un concepto de causalidad que, ademas de capturar adecuadamente lo que intuitivamente reconocemos como interacciones causal,es pueda ser incorporado en el marco teorico-conceptual de la mecanica cuantica. Solo la idea de causalidad probabilista y la aplicacion de diferentes tecnicas de inferencia causal -tales como la Condicion Causal de Markov, y en concreto el Principio de Causa Comun de Reichenbach- parecen adecuadas para la caracterizacion de la causalidad en tales condiciones. Por otro lado, las correlaciones Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) suponen un excelente campo de estudio si pretendemos investigar la existencia de una posible estructura causal cuantica.
De entre los diversos modelos causales propuestos como explicacion de dichas correlaciones, parecen especialmente intuitivas las explicaciones que incluyen causas comunes, debido especialmente a las restricciones relativistas que incorpora el experimento EPR. Las explicaciones de las correlaciones EPR en terminos de causas comunes, sin embargo, no dejan de ser polemicas. Por un lado, no esta todavia del todo claro si el Principio de Causa Comun de Reichenbach (PCCR) puede ser tomado como un metodo valido y fiable de inferencia causal. Por otro lado, la opinion generalizada establece que, sea cual sea el estatus del PCCR, las explicaciones de las correlaciones EPR en terminos de causas comunes parecen abocadas, bajo condiciones estandar de localidad, a satisfacer las desigualdades de Bell.
Eesta tesis discute, en primer lugar los argumentos mas relevantes en torno al estatus del PCCR, incluidos los contraejemplos mas importantes (van Fraassen, 1982; Cartwright, 1993; Sober, 2000). Se defiende que las implicaciones de dichos contraejemplos pueden ser evitadas bajo ciertas apreciaciones. Se concluye, por lo tanto, que el PCCR puede servir, al menos, como punto de partida para la inferencia causal a partir de relaciones estadisticas.
La tesis defiende, por otro lado, que los diferentes argumentos en favor de la opinion generalizada de que las explicaciones de causa comun para las correlaciones EPR quedan excluidas a la luz de la violacion de las desigualdades de Bell no son todo lo concluyentes como se pretende. La tesis analiza en detalle el argumento quiza mas influyente en este sentido (van Frassen, 1982), asi como otras propuestas mas recientes (GraBhoff et al, 2005), y se concluye un ambos casos que los argumentos correspondientes contienen premisas injustificadas. Las implicaciones de este analisis abren la puerta a modelos causales (de causa comun) para EPR que no se ven comprometidos por el Teorema de Bell. Se propone en la tesis un modelo de este tipo que, sin embargo, necesita de una reinterpretacion ontologica de los eventos postulados comocausa comun. El modelo propuesto sugiere por tanto una revision de las nociones estandar tanto de causalidad como de localidad.
La luz y nuestro concepto de causalidad l.La filosofía de la complementaridad EL CÉLEBRE físico Werner Heisenberg, a quien tanto debe hoy en día la física cuántica, ha precisado rigurosamente dentro de qué límites puede aplicarse el principio de causalidad a los sistemas atómicos.Sus ideas no son sino una consecuencia práctica de la notable filosofía de la complemen taridad, de Niels Bohr, filosofía que ha logrado hacernos comprender qué puntos de vista que parecen ser diametralmente opuestos pueden con ciliarse si se les considera como modos de ver que se complementan mutua mente, precisando uno lo que el otro no deja ver y viceversa.Esta filosofía de Niels Bohr, nacida del esfuerzo por interpretar en una forma no contradictoria las experiencias de la física corpuscular, ha podido actualmente ser generalizada a dominios en los que sería imposible suponer a priori tal manera de pensar.Para apreciar en debida forma las ideas de Bohr, indiquemos cómo se aplican éstas a un caso particular extraído de la experiencia física misma.Hagamos pasar por un fino agujero practicado en una pantalla opaca un haz luminoso paralelo y observemos lo que sucede detrás de dicha pan talla.Si colocamos a cierta distancia de ella un cartón blanco, notaremos dos hechos diferentes según sea el diámetro del agujero.Si éste es grande, 1 milímetro o más, se podrá observar un círculo enteramente iluminado sobre un fondo obscuro.Es claro que la luz, que pasa en línea recta por el agujero, ha iluminado la pantalla colocada detrás de él formando en conjunto una imagen luminosa de dicha abertura.Pero supongamos ahora que vamos disminuyendo el diámetro del agujero hasta reducirlo a menos de una décima de milímetro.Poco a poco, el círculo luminoso formado anteriormente disminuye de diámetro y al mismo tiempo se comienzan a ver anillos luminosos de tanto mayor radio cuanto menor sea el agujero.Este fenómeno, conocido con el nombre de difracción de la luz, se puede explicar rigurosamente si se admite para la luz una naturaleza ondulato ria.Digamos de pasada que también para el primer caso las ondas lumi nosas permiten dar una explicación adecuada.La luz se comporta, pues,
Salmon ha afirmado que su teoría de la explicación causal no es enteramente adecuada para el dominio cuántico debido a ciertas anomalías causales como el dualismo onda/partícula y, especialmente, a las correlaciones estadísticas que surgen de experimentos tipo EPR. En este escrito se analizan las nociones causales de Salmon, en las cuales se basa su teoría probabilista de la explicación, con el fin de delimitar su alcance en ese dominio mostrando que sólo abarca procesos de transición pero no procesos de transmutación. Además, se propone, a muy grandes rasgos, una noción alternativa de causalidad indeterminista que pretende ser adecuada para ciertos procesos cuánticos como procesos estocásticos. Por último se arguye que si bien la explicación de las correlaciones cuánticas es un problema abierto, sería erróneo considerar que una teoría de la explicación causal, como la de Salmon, concebida y elaborada primordialmente para procesos físicos individuales, pueda y deba dar cuenta de tales correlaciones.
La causalidad en la filosofíaLa noción de causalidad ha sido largamente debatida y analizada por gran cantidad de filósofos que encuentran en ella el misterio de un principio aparentemente necesario e indemostrable.Esta condición hace pensar en su validez para el conocimiento, pues gracias a ella, por ejemplo, se han desarrollado las ciencias en occidente y el hecho de que no pueda demostrarse formalmente, tal y como se demostraría cualquier teorema, hace que la discusión sobre su sentido y validez se convierta en algo irresoluto.Como lo que interesa ahora no es hacer un tratado histórico sobre la evolución filosófica de la idea de causalidad, sino preparar el debate que se desarrolla en torno a ella en la física, específicamente en la mecánica cuántica, se tomará el sentido estricto de la idea de causalidad para dicha ciencia.Obviamente, también deberá tocarse inicialmente su sentido filosófico en algunos autores, pues, si bien la discusión nace en la filosofía, no se desprende completamente de ella aunque pase a hacer referencia directa a ecuaciones y experimentos concretos.La idea de causalidad puede rastrearse, en la historia de las ideas, hasta los griegos.Se cree que Demócrito y la escuela de los atomistas fueron los primeros en hacer referencia explícita a ella.Sin embargo, la idea heredada por la ciencia proviene más concretamente de Aristóteles, quien realiza un primer estudio proponiendo cuatro causas: formal, material, eficiente y final; y, aunque no en todo su sentido, es la causa eficiente aristotélica la que retoma Descartes y la que se conoce, con algunas variaciones, en la física clásica.Básicamente la diferencia entre la causa eficiente aristotélica y la cartesiana radica en la definición que cada uno hace del movimiento, pues ésta hace referencia directa al motor de las cosas, a lo que las ocasiona o las produce.Restringir el papel de la causalidad a un solo principio demarca el comienzo de una discusión que toma básicamente dos caminos: el científico -en el sentido de las ciencias exactas-y el filosófico, que más adelante será abordado por el escepticismo.
La teoría de la explicación causal de Wesley Salmon encuentra, según el mismo Salmon, una importante dificultad en las correlaciones Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) de la mecánica cuántica. En un influyente artículo, publicado en 1982, Bas van Fraassen desarrolló un argumento en contra del realismo causal a partir de un análisis de las correlaciones EPR. Muchos filósofos de la ciencia y expertos en inferencia causal, incluidos algunos realistas causales como Wesley Salmon, han aceptado el argumento de Van Fraassen, interpretándolo como una prueba irrefutable de que las correlaciones cuánticas no son susceptibles de explicación causal alguna. En este artículo me propongo demostrar que -lejos de refutar el realismo causal- el argumento de Van Fraassen constituye una buena guía tanto de los distintos modelos causales posibles para las correlaciones EPR, como de sus virtudes y defectos relativos. Las correlaciones EPR son un excelente banco de pruebas para contrastar y comparar las distintas teorías de explicación causal.
Para poder aclarar cómo ha afectado la mecánica cuántica a los conceptos de causalidad y azar, hay que tener en cuenta que esta teoría no surgió como consecuencia de una maduración conceptual de la propia física o de los que la cultivaban. Todo lo contrario: nació y creció a contrapelo de la mentalidad dominante, y en cierto modo sigue teniendo en contra las preferencias personales de la mayoría de los que bregan con ella. Sus creadores cuestionaron y redefinieron las principales categorías de determinación, pero no por gusto, sino por necesidad. Casi todos hubieran deseado otra cosa muy diferente. Es una teoría que sólo ha contado de un modo parcial y provisional con las simpatías de sus gestores y destinatarios. Sería más exacto decir que han aprendido a resignarse a ella. Su fuerza ha residido desde el principio y hasta el presente en los hechos. El mundo es como es, no como les gustaría que fuese a los que se encargan de estudiarlo. Y hay muchos a los que no gusta la imagen resultante. A pesar de que la llamemos ciencia empírica, los que la crean casi siempre han pospuesto la experiencia a consideraciones lógicas, ontológicas e incluso estéticas. En este banquete los hechos han figurado siempre como parientes pobres, cuya presencia no se puede obviar, pero de los que se espera una presencia complaciente y discreta. Sin embargo, a veces la prima del pueblo rompe el protocolo y hace que salgan a la luz algunos conflictos soterrados. Algo parecido ocurrió en esta ocasión: la naturaleza dijo «¡No!» a la camisa de fuerza que pretendía imponérsele. Y lo hizo como ella sabe, produciendo resultados inesperados en los experimentos y suscitando fenómenos refractarios a las rutinas teóricas autorizadas. Hubo que buscar alternativas, empezando por las más aceptables y terminando por las menos gratas. La discontinuidad cuántica pertenecía a esta última clase.
Se discuten en este trabajo las implicaciones ontológicas de un posible modelo de causa común para las correlaciones EPR, cuya característica principal radica en el hecho de que las operaciones de medida en ambas alas del experimento son explícitamente relevantes (desde un punto de vista causal) para las causas comunes. Gracias precisamente a este tipo de dependencias entre causas comunes y operaciones de medida, el modelo sortea las implicaciones del teorema de Bell (a menudo fatales para las explicaciones de las correlaciones EPR en términos de causas comunes). El modelo, sin embargo, resulta patentemente no local, lo que se refleja bien en una ontología en que las causas comunes se conciben como eventos deslocalizados espacio-temporalmente o, en caso contrario, en la existencia de interacciones causales no locales.