En el centenario de los desarrollos fundacionales de la mecánica cuántica, la Asamblea General de las Naciones Unidas ha proclamado 2025 como el Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas. Esta conmemoración pone de relieve no solo el impacto histórico de una de las teorías más revolucionarias del pensamiento científico, sino también su papel crucial en el desarrollo tecnológico y en la transformación de nuestra comprensión de la realidad. Desde los primeros pasos dados por Planck, Einstein y Heisenberg hasta las actuales propuestas que exploran la relación entre procesos cuánticos y conciencia, la física cuántica ha desafiado nuestras certezas más profundas, abriendo un nuevo horizonte de conocimiento que sigue planteando interrogantes científicos, filosóficos y antropológicos de gran calado.

El reconocimiento de la ONU

El 7 de junio de 2024, la Asamblea General de las Naciones Unidas proclamó oficialmente el 2025 como el Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas.[1] La declaración se fundamenta en un doble reconocimiento: por un lado, conmemora el 100º aniversario de los desarrollos fundacionales de la mecánica cuántica y, por otro, destaca el papel crucial que esta disciplina desempeña hoy, tanto en el ámbito científico como en el económico.

De manera significativa, la resolución de la ONU subraya que la ciencia y la tecnología cuánticas son “fundamentales para el progreso económico”. Esta afirmación se ve respaldada por e

studios recientes. Un análisis de Boston Consulting Group (BCG)[2] de 2024, enfocado sólo en el sector de la computación cuántica, cuantifica esta expectativa: proyecta que el valor generado para los usuarios finales pasará de un rango de 5 a 10 mil millones de dólares en la presente década a alcanzar entre 450 y 850 mil millones de dólares para el año 2040, evidenciando una de las mayores proyecciones de crecimiento tecnológico de nuestra era.

1925: el año clave en el nacimiento de la teoría cuántica

Desde que Max Planck descubriera en 1900 que la energía está cuantizada, es decir, que sólo puede adoptar valores discretos, una serie de fenómenos inexplicables desde la física clásica comenzó a revelarse. Albert Einstein explicó el efecto fotoeléctrico, demostrando que la luz posee también naturaleza corpuscular. Niels Bohr propuso la cuantización del momento angular, formulando un modelo atómico en el que los electrones sólo pueden ocupar ciertos niveles de energía. Louis de Broglie, por su parte, postuló que las partículas materiales también exhiben propiedades ondulatorias.

Sin embargo, el verdadero punto de inflexión llegó en julio de 1925, cuando un joven Werner Heisenberg, con tan solo 23 años, publicó en Zeitschrift für Physik el artículo “Sobre la reinterpretación teórica cuántica de las relaciones cinemáticas y mecánicas…”[3], en el que formuló el primer formalismo matemático capaz de describir operativamente los fenómenos cuánticos recientemente descubiertos.

Este hito desencadenó una serie de aportaciones que cimentaron la teoría cuántica moderna. Erwin Schrödinger desarrolló la mecánica ondulatoria; Max Born introdujo su interpretación probabilística; Wolfgang Pauli formuló el principio de exclusión, y el propio Heisenberg enunció, en 1927, el principio de incertidumbre. A partir de estos avances, Paul Dirac logró integrar la relatividad especial en la mecánica cuántica, abriendo las puertas a la teoría cuántica de campos.

Una batalla entre la mente humana y el carácter contraintuitivo del comportamiento de la materia

El desarrollo de la mecánica cuántica fue una empresa colectiva, llevada a cabo por una generación excepcional de científicos cuya formación rigurosa y creatividad extraordinaria les permitió afrontar uno de los mayores desafíos intelectuales del siglo XX. Su tarea era complejísima: comprender el comportamiento de la materia en el dominio cuántico, un ámbito que no guarda analogía alguna con las leyes que rigen el mundo macroscópico    percibido por nuestros sentidos. Este carácter radicalmente contraintuitivo llevó al físico James Trefil a afirmar: “En la mecánica cuántica hemos encontrado una región del universo donde el cerebro humano simplemente no puede sentirse cómodo”.[4]

Cada nuevo avance suponía aceptar una visión del mundo profundamente distinta de la experiencia ordinaria, y requería intensos debates conceptuales. El principio de incertidumbre, por ejemplo, implicaba tres consecuencias conceptuales revolucionarias: (i) la interferencia del observador, ya que el acto mismo de medir perturba inevitablemente el sistema; (ii) la dualidad onda-partícula, que impide que la posición y el momento de una partícula estén definidos simultáneamente; y (iii) la invalidación del concepto clásico de trayectoria en el ámbito cuántico.

Otro aspecto desconcertante es la aparición del número imaginario i en la ecuación de Schrödinger, lo que revela que la teoría cuántica se formula en un espacio complejo, aunque los resultados observables siempre sean reales. Es en el acto de la medición donde la realidad física emerge del formalismo matemático.

Fenómenos como la superposición cuántica, el entrelazamiento y la decoherencia amplían aún más esta frontera de lo extraño: sistemas que existen en múltiples estados a la vez, partículas que se influyen instantáneamente a distancia, y transiciones entre el mundo cuántico y el clásico que todavía no comprendemos del todo.

La revolución cuántica en la tecnología moderna

Durante décadas, la mecánica cuántica fue considerada una teoría puramente teórica, sin aplicaciones inmediatas. Sin embargo, con el tiempo, sus principios dieron lugar a avances tecnológicos fundamentales para nuestra sociedad actual.

Entre ellos destacan el desarrollo del láser, utilizado en medicina, telecomunicaciones y almacenamiento de datos; los semiconductores, que forman la base de la electrónica moderna; y la resonancia magnética nuclear, esencial para el diagnóstico por imagen. En las últimas décadas, la teoría ha impulsado áreas emergentes como la computación cuántica[5], con capacidad para resolver problemas que los ordenadores clásicos no pueden abordar, y la criptografía cuántica, que promete una seguridad inquebrantable.

Un cambio aún más profundo: nuestra visión del mundo

El impacto de la teoría cuántica no se limita a la tecnología: ha transformado profundamente nuestra concepción de la realidad. Werner Heisenberg comparó este cambio con un momento fundacional del pensamiento occidental: el paso del mito al logos en la Grecia clásica.

De forma análoga, la revolución cuántica del siglo XX supuso un abandono de los paradigmas clásicos que durante siglos habían sustentado la física, abriendo un nuevo territorio intelectual. En este escenario, se plantearon debates fundamentales sobre la naturaleza de la realidad, la causalidad y el papel del observador. El físico y filósofo Sebastian de Haro, de la Universidad de Ámsterdam, resume esta transformación: “El progreso en cuestiones fundamentales de la física cuántica, como el entrelazamiento y la comunicación cuántica, provino de la disposición de los físicos a participar en debates sobre cuestiones ontológicas y epistémicas, como el papel del observador, la completitud de la descripción matemática de la naturaleza o el deseo de alcanzar una representación coherente del mundo.”[6]

El resultado fue una transformación radical del pensamiento científico: se aceptó que las leyes fundamentales del universo son profundamente abstractas, no intuitivas y de naturaleza probabilística. Surgió así una nueva cultura del conocimiento, que reconoce la complejidad inherente a la realidad y admite que la verdad científica puede desafiar, e incluso contradecir, el sentido común.

La Segunda Revolución Cuántica y el enigma de la Conciencia

Un siglo después de su nacimiento, la teoría cuántica impulsa una nueva era: la Segunda Revolución Cuántica, centrada no sólo en describir, sino en manipular fenómenos cuánticos. Avances en computación, metrología, materiales cuánticos y biología cuántica están abriendo horizontes inéditos.

Uno de los más audaces es el intento de vincular los procesos cuánticos con la conciencia[7]. Conceptos intrínsecamente cuánticos como la indeterminación, el papel crucial del observador y la no localidad han motivado a muchos a explorar si fenómenos tan profundos como el libre albedrío y, en particular, la conciencia, podrían tener una base natural dentro de las leyes de la física.

Para el premio Nobel Roger Penrose, la conciencia emerge en el cerebro en el momento en que un estado de superposición cuántica colapsa por sí mismo, un proceso que él denominó Reducción Objetiva (OR). Lo más radical de su propuesta es que este no sería un mero evento cerebral, sino una propiedad intrínseca del universo, ligada a la geometría fundamental del espacio-tiempo.

Para David Bohm y Basil Hiley, la conciencia está profundamente entrelazada con la estructura fundamental de la realidad de un modo no local y holístico. En su enfoque, la materia está compuesta por campos cuánticos intrínsecos a las partículas, y estos campos actúan como portadores de información, capaces de influir activamente en el comportamiento de la materia. Los pensamientos de una mente creativa y autoconsciente representan los niveles más elevados de estos campos de información, que pueden ejercer influencia descendente sobre niveles inferiores, hasta alcanzar el ámbito cuántico. En este marco, el libre albedrío humano, en la medida en que opera en estos estratos superiores de información, tendría la capacidad de guiar la acción física de forma real y efectiva.

Un reconocimiento más que merecido

En el marco del centenario de la mecánica cuántica, numerosos actos conmemorativos se están celebrando en todo el mundo. Entre ellos, uno de los más simbólicos ha tenido lugar en la isla de Helgoland, en el mar del Norte. Allí, en el verano de 1925, Werner Heisenberg, afectado por una fuerte alergia, se retiró a descansar. En ese entorno aislado concibió la mecánica matricial: la primera formulación completa de la teoría cuántica moderna.

Cien años después, Helgoland volvió a ser el escenario de un hito histórico. Más de 300 científicos, incluidos cinco premios Nobel, se reunieron para rendir homenaje a los pioneros de la teoría cuántica. Como anunció Peter Lynch en The Irish Times “el evento culminante del año para los físicos”.[8]

En cierto modo, el físico y filósofo Carlo Rovelli, presente en estos actos, se adelantó a este homenaje publicando en 2021 su libro Helgoland: Dar sentido a la revolución cuántica, en el que capturó con agudeza el espíritu de esa época fundacional al afirmar: “La búsqueda del conocimiento no se nutre de la certeza: se nutre de una ausencia radical de certeza.”[9] Una frase que resume el desafío intelectual al que se enfrentaron los fundadores de la mecánica cuántica: aventurarse en un terreno donde las intuiciones clásicas fallaban y las certezas eran reemplazadas por probabilidades, paradojas y complejidad.

 

Manuel Ribes

Instituto Ciencias de la Vida

Observatorio de Bioética

Universidad Católica de Valencia

 

[1]  Asamblea General de las Naciones Unidas 10 de mayo de 2024  A/RES/78/287    24-11037 (S)    210624

[2]   Jean-François Bobier et al. The Long-Term Forecast for Quantum Computing Still Looks Bright BCG July 18, 2024

[3] Heisenberg, W. Über quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer Beziehungen.. Z. Physik 33, 879–893 (1925). https://doi.org/10.1007/BF01328377

[4] University of California, San Diego, Physics 1C Lecture 28C  2011 https://courses.physics.ucsd.edu/2011/Fall/physics1c/Lectures/F11Physics1CLec28C.pdf

[5]  M. Ribes Ordenador cuántico, la revolución anunciada Observatorio de Bioética UCV 21 diciembre, 2020

[6]  M. Ribes No hay ciencia sin filosofía Observatorio de Bioética UCV  22 marzo, 2022

[7] M.Ribes De cómo la Ciencia explica la Conciencia Observatorio de Bioética 5 marzo, 2025

[8] Peter Lynch Quantum Physics, a Century Old, still Passes Understanding The Irish Times, 20 febrero 2025

[9] Helgoland Quotes by Carlo Rovelli

La entrada Cien años de Incertidumbre: De Heisenberg a la Conciencia aparece primero en Observatorio de Bioética, UCV.

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