Thomas Kuhn entrevista a Werner Heisenberg


El objetivo principal de este artículo consiste en analizar con una mirada epistemológica la entrevista que Thomas Kuhn le realizó a Werner Heisenberg en Copenhague en el año 1963 (http://www.aip.org/history/ohilist/4661_1.html). Para ello, se han tomado como eje distintos conceptos epistemológicos, como el concepto de paradigma, revolución científica, teoría cerrada, inconmensurabilidad, realismo y, rastreándolos a lo largo de toda la entrevista, se han logrado esbozar similitudes y disimilitudes en la concepción de ciencia de ambos hombres. A continuación se detalla la manera en la que el presente trabajo está organizado.

1. Introducción

Antes que nada, resulta menester resaltar que el texto analizado no consiste en una conversación burda y somera acerca de las intimidades en la vida del doctor Heisenberg, ni tampoco en una confrontación de ideas entre amigos en una taberna, sino que es el resultado de un trabajo epistemológico de campo muy serio por parte de Kuhn, en el que intenta reconstruir, como un arqueólogo de ideas, los procesos internos en la comunidad científica cercana a Heisenberg que llevaron, en la era cuántica, a tal o cual teoría científica. No hay que perder de vista que éste es el fin primordial de la entrevista y no la discusión epistemológica acerca del entonces actual panorama científico. Sin embargo, de tanto en tanto, en el diálogo se dejan entrever ciertas discusiones acerca de nociones epistemológicas clave. El momento más claro en donde sucede esto último se manifiesta cuando Heisenberg menciona que acaba de leer el entonces reciente libro de Thomas Kuhn La estructura de las revoluciones científicas. En este punto, Kuhn quiebra con su rol de entrevistador y comienza a comparar las nociones epistemológicas de Heisenberg con las suyas.

Tomando como base esta entrevista y algunos otros textos de su propia autoría, se mostrará que mientras estos dos personajes comparten una visión holística de las teorías, un modelo de revolución científica y hasta incluso cierta noción de inconmensurabilidad, sus visiones divergen sustancialmente cuando se trata del realismo científico. Con el fin de presentar los argumentos en forma clara y ordenada, la siguiente sección se encuentra dividida en ítems, separando uno a uno los conceptos epistemológicos a tratar.

2. Análisis epistemológico

2.1 Heisenberg y su concepción de teoría cerrada

El primer ítem a tratar será un concepto que, a lo largo de su carrera, Heisenberg sostuvo con mucho énfasis y que enmarcó una postura original en el cuadro de la filosofía de la ciencia. El científico alemán dió a luz este concepto epistemológico bajo el nombre de teoría cerrada. Un acercamiento a dicha noción puede obtenerse siguiendo las preguntas de Kuhn a lo largo de la entrevista ya que éstas dejan en claro que, para Heisenberg, una teoría cerrada es un sistema de axiomas, de definiciones y de teoremas que permiten la descripción de un ámbito definido de fenómenos. Estas teorías cerradas deben cumplir las siguientes propiedades:

  • El formalismo matemático ha de tener consistencia interna, no contradictoriedad y completitud.
  • Los experimentos sobre los fenómenos que cubre la teoría han de confirmar las predicciones del formalismo.

En su libro Física y Filosofía: La Revolución en la Ciencia Moderna [2], sostiene que cada sistema cerrado posee un acotado campo de aplicación, cuyos límites vienen dados precisamente por los mismos conceptos empleados en la teoría. Fuera de estos límites la teoría no puede representar los fenómenos de la naturaleza, pues sus conceptos no tienen la necesaria capacidad de aprehensión. Amparado en este razonamiento, Heisenberg dice que si la física o, en un plano más general, la ciencia natural procede así, entonces aparece la siguiente pregunta: ¿Cuál es la relación entre los diferentes planteos conceptuales? Si, por ejemplo, los mismos conceptos o palabras se presentan en dos fórmulas diferentes y están definidos distintamente con respecto a sus relaciones y su representación matemática, ¿en qué sentido representan los conceptos a la realidad?

Para hacer más gráfica la pregunta, conviene pensar en un ejemplo. Si uno se sitúa tan pronto como se descubrió la teoría de la relatividad especial, verá que los conceptos de espacio y tiempo pertenecían a la vez a la mecánica de Newton y a la teoría de la relatividad. Pero mientras que en la mecánica de Newton espacio y tiempo eran independientes; en la teoría de la relatividad estaban relacionados por la transformación de Lorentz. Entonces, y retomando la pregunta planteada en el parágrafo anterior, ¿qué concepción de espacio y de tiempo se adecúa mejor a la realidad?

Leyendo la entrevista con Kuhn, correspondiente al 27 de febrero de 1963, puede entreverse lo que para Heisenberg es una respuesta:

La mecánica newtoniana es una descripción limitada de la naturaleza y dentro de su campo limitado es perfectamente precisa. No puede ser mejorada. Todos los intentos por mejorar la mecánica newtoniana son inútiles. Aún así, uno puede arribar a partes de la física en donde los conceptos de la física newtoniana no valen. No puedes hacer absolutamente nada con sus conceptos… Me refiero a todos los fenómenos en los que uno no puede olvidarse de las cosas pequeñas y de las grandes velocidades. Como la mecánica de Newton consiste en un sistema cerrado y axiomático, yo creo que debería dejarse como está y sin poder nunca mejorarlo. Por supuesto, éste no cubre toda la física. Hay otros formalismos. (Heisenberg, 27 de Febrero de 1963, Munich, Entrevista con Thomas Kuhn)

Los fenómenos electromagnéticos no pueden ser explicados utilizando únicamente los conceptos mecánicos. Por consiguiente, los experimentos con los campos electromagnéticos y las ondas luminosas, juntamente con los análisis teóricos de Maxwell, Lorentz y Einstein, según Heisenberg, han conducido a un nuevo sistema riguroso de definiciones, axiomas y de conceptos que pueden ser representados por símbolos matemáticos, lo cual es coherente en el mismo sentido que el sistema de la mecánica newtoniana, pero es fundamentalmente diferente.

Bajo esta misma lógica, el padre del principio de incertidumbre señala con certeza a cuatro teorías de la física que han alcanzado el status de teorías cerradas. A saber: la mecánica de Newton, el electromagnetismo de Maxwell junto con la óptica y la relatividad, la termodinámica y, por último, la mecánica cuántica. Aparte de estas áreas, admite que hay otras partes de la física, como la relatividad general y la teoría de partículas elementales, que aún se encuentran abiertas.

Una aproximación más profunda acerca del entendimiento del doctor Heisenberg en tanto teorías cerradas puede obtenerse a través de la comparación con el concepto de paradigma de Kuhn. Como se mencionó en la introducción, ambos comparten cierta noción de holismo y de revolución científica, conceptos a partir de los cuales se desarrollará la comparación.

2.2 Holismo y estructura de las revoluciones científicas

Tal como se ha anticipado en la sección anterior, ambos conceptos (teoría cerrada y paradigma) comparten un número sorprendente de similitudes. En particular, tanto en las teorías cerradas como en los paradigmas, subyace una suerte de holismo y una estructura similar cuando intentan dar cuenta de las revoluciones científicas. En la entrevista, estas semejanzas quedan descubiertas a partir del momento en el que Heisenberg menciona haber leído el libro de Kuhn La estructura de las revoluciones científicas.

He estudiado tú libro y me genera gran placer ver el modo en que usas el término paradigma. Esta comparación que haces entre las revoluciones en la ciencia y las revoluciones en la política es un paralelismo muy interesante. Ciertamente, uno aprende mucho de ello. Sí, la necesidad radica en romper con aquellas cosas que parecen obvias y que constituyen la base en la que uno está parado. Uno siempre, en tales situaciones, está forzado a saltar de la rama en la que está sentado. Después de todo, uno nunca puede descansar. No hay lugar sólido. No puede esperarse que los fundamentos duren para siempre. (Heisenberg, 27 de Febrero de 1963, Munich, Entrevista con Thomas Kuhn)

Ahora bien, para tratar el concepto de holismo, resulta conveniente recordar que cuando en la Posdata de 1969 [3] Kuhn describe al paradigma como todos los compromisos compartidos por una comunidad de científicos, tanto conceptuales, teóricos, instrumentales y metodológicos, evidentemente está apelando a una suerte de holismo. Para Kuhn, la naturaleza holistica del paradigma surge a raíz de su naturaleza constitutiva, esto es, el hecho que el paradigma es quien determina los conceptos relevantes, métodos, problemas y soluciones- incluso las observaciones que el científico hace.

Al mismo tiempo, uno puede hallar en este autor lo que en la jerga se conoce con el nombre de holismo semántico. Cuando Kuhn presenta su hipótesis de inconmensurabilidad, entendida en términos de intraducibilidad localizada, es una consecuencia directa de su concepción holista acerca del significado de los términos [4]. Puesto que, según él, el significado de un término se fija enteramente por el lugar que ocupa en la red conceptual de la teoría. Si cambian los postulados teóricos, inevitablemente cambia el significado de todos los términos contenidos en ellos y, en consecuencia, no es posible traducir una teoría al lenguaje de la otra. La interdependencia es tan grande entre la estructura y los elementos de la teoría que no se puede modificar un único elemento sin afectar al Todo.

Para Heisenberg, el holismo en las teorías cerradas tiene un origen parecido. Surge a raíz del hecho que ésta puede ser axiomatizada. En la entrevista, expresa este punto de la siguiente manera:

Cuando tienes un número de axiomas como Newton tenía en las primeras páginas de su famoso libro, Principia Mathematica, entonces las palabras no están sólo definidas por su uso ordinario en el lenguaje, sino que están definidas por sus conexiones. Esto es, no puedes cambiar una sóla palabra sin arruinar la cosa entera. Todo está interrelacionado. (Heisenberg, 27 de Febrero de 1963, Munich, Entrevista con Thomas Kuhn)

De esta manera, tanto Kuhn como Heisenberg se ponen de acuerdo en que si un experimento no cabe en el modelo newtoniano, entonces uno no sabe lo que las palabras significan. Por ejemplo, cuando uno analiza velocidades cercanas a las de la luz, no sólo la física de Newton no funciona sino que uno ya no sabe qué es lo que quiere decir con “velocidad”. Dado que esta magnitud ya no conserva la mismas propiedades, como la aditividad, la palabra pierde significado. Ésta, dice Werner, es una característica muy propia de lo que él llama sistema cerrado; es decir, si uno tiene un sistema en desacuerdo con los hechos, entonces ya no se puede usar más sus palabras. Uno no sabe cómo hablar. Ciertamente, esto entra en resonancia con el concepto de inconmensurabilidad kuhniano.

De todos modos, si uno continúa leyendo la entrevista se encontrará que, unos parágrafos más adelante, el doctor Heisenberg parece mantener una posición dual y contradictoria, en contraposición a la inconmensurabilidad explicitada recién, y más en sintonía con el pensamiento del doctor Bohr:

Uno no puede alejarse enteramente de las antiguas palabras puesto que uno tiene que hablar acerca de algo. Entonces entendí que, para describir un fenómeno, hace falta un lenguaje. El lenguaje sólo puede ser obtenido a través del proceso histórico. Me di cuenta, discutiendo estos problemas con Bohr, cuán desesperada resulta la situación. Por un lado, sabemos que nuestros conceptos no funcionan y, por el otro, no hay nada excepto los conceptos con los cuales podemos hablar acerca de lo que vemos. (Heisenberg, 27 de Febrero de 1963, Munich, Entrevista con Thomas Kuhn)

Ahora bien, no sólo la aproximación holista de los dos autores tiene orígenes parecidos, sino que ambas llevan a adoptar una teoría de cambio no gradual y basada en la revolución. En sendos casos, la necesidad de un cambio revolucionario a gran escala está atada a la naturaleza holista de su predecesora teoría, la cual no puede ser modificada o extendida para dar cuenta de los nuevos fenómenos. Para Heisenberg, cada vez que un nuevo campo de fenómenos es descubierto entonces se necesita de un salto intelectual, lo cual no es posible con el desarrollo del conocimiento presente. Por esta razón, nuevos fenómenos siempre llevan a la cristalización de un nuevo sistema de conceptos y leyes científicas. Esto mismo puede ser comparado por lo dicho por Kuhn en su libro, publicado de 1962:

La transición de un paradigma en crisis a otro nuevo del que pueda surgir una nueva tradición de ciencia normal, está lejos de ser un proceso de acumulación, al que se llegue por medio de una articulación o una ampliación del antiguo paradigma. Es más bien una reconstrucción del campo, a partir de nuevos fundamentos, reconstrucción que cambia algunas de las generalizaciones teóricas más elementales del campo, así como también muchos de los métodos y aplicaciones del paradigma. (Thomas Kuhn, La estructura de las revoluciones científicas, 1962, University of Chicago Press) [5]

Si con lo anterior todavía no queda claro que ambos autores comparten una teoría de cambio revolucionario y anti-gradual, esto se hace aún más evidente en el cuerpo de la entrevista cuando, a modo de conclusión por lo que han estado discutiendo acerca de la teoría del cambio, Kuhn le dice a su entrevistado:

En cuanto a la visión acerca de la evolución y el desarrollo de la ciencia, tú y yo decimos prácticamente la misma cosa. (Kuhn, 28 de Febrero de 1963, Munich, Entrevista con Werner Heisenberg)

2.3 Realismo: Teorías Cerradas versus Teorías Fenomenológicas

En la literatura en general, se suele enmarcar a Heisenberg dentro de la filosofía instrumentalista. Sin embargo, como se justificará a continuación, se verá que esta visión resulta vaga e imprecisa puesto que pueden hallarse en él elementos realistas. Una parte importante en la defensa del realismo presente en Heisenberg reside en la sutil distinción que este hombre traza entre, por un lado, las teorías fenomenológicas y la filosofía pragmática y, por otro lado, las teorías cerradas y su propia filosofía. A lo largo de sus escritos, Heisenberg es muy crítico con las teorías fenomenológicas:

Las teorías fenomenológicas pueden resultar extremadamente satisfactorias en tanto puedan darnos resultados exactos y acuerden con los experimentos. De todos modos, al mismo tiempo no nos dan ninguna información verdadera acerca del contenido físico del fenómeno, acerca de las cosas que de verdad pasan. (Heisenberg 1968) [6]

Las teorías fenomenológicas, entonces, son entendidas como herramientas de cálculo, teorías ‘salva fenómenos’ mientras que fallan rotundamente al darnos atisbos acerca de la naturaleza. En particular, en la entrevista que aquí se analiza, se discute el caso del sistema Ptolemaico. Éste es un punto candente, en el que Kuhn y Heisenberg guardan opiniones opuestas y por tanto chocan, olvidándose por un momento de la entrevista, para discutir a viva voz y defender sus respectivos puntos de vista.

Por su parte, Heisenberg sugiere que la astronomía Ptolemaica es meramente una teoría fenomenológica ya que no satisface su criterio para ser cerrada. Aquí, Kuhn se alza cual niño y pregunta con falsa inocencia por qué entonces la mecánica newtoniana no puede ser considerada también como una teoría fenomenológica. El entrevistado le responde que la mecánica de Newton es sustancialmente diferente puesto que es un sistema axiomático cerrado, que exhibe una interconexión entre conceptos y axiomas, de manera tal que un elemento no puede ser cambiado sin destruir el edificio entero. Y, más aún, continúa argumentando:

Según mi criterio para sistemas cerrados, por supuesto, debe existir una descripción axiomática. Empiezas con una serie de axiomas que son consistentes y demás. Este criterio resulta un poco difícil de satisfacer para la astronomía Ptolemaica. El problema es que el sistema Ptolemaico se adecúa muy bien a los experimentos si se la aplica fenomenológicamente. Esto es, tú dices, ‘Si no puedo describir el movimiento planetario muy bien entonces agrego otro epiciclo a él y finalmente obtengo más precisión.’ Pero si me apego a la idea original de tener todos estos ciclos, entonces ciertamente no tendré concordancia con los hechos […] Por otro lado, si un experimento no cabe en la física newtoniana, ya no sabes lo que significan las palabras. Ése es el punto.(Heisenberg, 27 de Febrero de 1963, Munich, Entrevista con Thomas Kuhn)

De esta manera, se ve entonces la sutil diferencia entre las teorías fenomenológicas y las teorías cerradas. Mientras que Heisenberg adopta una actitud instrumentalista para las teorías fenomenológicas, él cree que las teorías cerradas deben ser interpretadas de manera realista. Indicios de esto último puede hallarse en su libro Física y Filosofía, cuando escribe que en la mecánica newtoniana “el sistema de definiciones y axiomas debe ser considerado como una descripción de la eterna estructura de la naturaleza”. Tanto es así que Heisenberg toma una interpretación realista para la mecánica cuántica, pero también para la mecánica clásica.

Empero, con lo dicho hasta aquí, resulta difícil entender cómo el científico alemán puede sostener simultáneamente una interpretación realista de estas dos teorías. Él intenta explicar esta aparente contradictoriedad diciendo que no es la validez sino la aplicabilidad de las leyes de la mecánica clásica la que es restringida por la física moderna. Esto sugiere que la manera en que él mantiene una interpretación realista tanto de la física clásica como de la física cuántica es negando la universalidad (pero no la validez) de dichas teorías; visión que concuerda con su entendimiento en tanto teoría cerrada como una precisa y final descripción de cierto limitado rango de fenómenos.

Thomas Kuhn, en contraste con su par, quiere extender estas nociones de holismo e inconmensurabilidad al caso de la astronomía Ptolemaica. Así es que le replica a Heisenberg que el hecho que ahora mire hacia atrás y vea al sistema Ptolemaico como una teoría fenomenológica es en gran parte porque ha pasado mucho tiempo y uno puede observar con mayor perspectiva. Más aún, sostiene que de la misma manera que cuando uno intenta aplicar la mecánica de Newton a casos en que la velocidad es cercana a la de la luz y ya no sabe lo que la velocidad significa, algo similar sucedió hace mucho tiempo cuando el sistema Ptolemaico intentó dar cuenta de la estabilidad de la tierra. Amparado en este argumento, Kuhn retruca:

Como probablemente hayas leído en mi libro [Estructura de las revoluciones científicas], no estoy de acuerdo con la idea de tomar un sub-grupo de estas teorías ya descartadas y decir, ‘Ahora éstas pocas siguen con nosotros’. Supongo que a la larga, la mecánica cuántica sustituirá a la mecánica de Newton en el sentido en que Newton sustituyó a Ptolomeo y Aristóteles. (Kuhn, 27 de Febrero de 1963, Munich, Entrevista con Werner Heisenberg)

Para el epistemólogo que hace de entrevistador, no existe una línea divisoria entre teorías fenomenológicas y teorías a ser interpretadas realísticamente. Todas las teorías son, para Kuhn, esencialmente herramientas para resolver rompecabezas. El oriundo de Cincinnati, concluye el segundo día de su entrevista con Heisenberg acerca de este tema sentenciando:

Con muchas de las cosas que has estado diciendo concuerdo fehacientemente y estoy deleitado. Pero hay un área en la que nos creo en desacuerdo. Tú has estado afirmando que lo que entendemos por ‘explicación’ significa algo distinto a lo que significó en el siglo XVI […] Y por eso veo muy difícil hablar acerca de este contenido permanente en las teorías cerradas. Mucho de lo que dices son cosas que he querido enfatizar en mi libro. Pero, en este último punto, encuentro que toda la teoría se viene abajo. No puedo reconciliar estas dos cosas. (Kuhn, 28 de Febrero de 1963, Munich, Entrevista con Werner Heisenberg)

De esta manera, se puede dilucidar que mientras Heisenberg y Kuhn comparten de manera sorprendente una visión holística de las teorías, un modelo de cambio revolucionario y antigradual, y hasta una cierta noción de inconmensurabilidad, desacuerdan tajantemente cuando discuten el status epistemológico de las teorías y su posición frente al realismo.

3. Conclusiones

Luego de tan larga travesía, habiendo analizado epistemológicamente ciertos puntos clave en la entrevista que Thomas Kuhn le realizó a Werner Heisenberg en Copenhague en el año 1963 y complementando con algunos otros textos de dichos autores, se han abierto diversas puertas como para concluir las siguientes cosas:

En primer lugar, si, tal como se ha hecho, uno escarba bajo las piedras del logos e hila fino en los discursos de dichos pensadores, verá que por mucho que se parezcan sus concepciones de ciencia, éstas divergen radicalmente cuando se enfrentan con el problema del realismo y cuando discuten el status epistemológico de las teorías. El hecho que compartan una visión holística de las teorías, un modelo de cambio basado en la revolución y una noción de inconmensurabilidad es ciertamente sorprendente pero no es suficiente como para sostener una completa indistinguibilidad en sus ideas.

En segundo lugar, siguiendo un razonamiento a la Gregory Bateson -intelectual estadounidense que definió a la información como la diferencia que hace la diferencia- se puede afirmar que esta disimilitud entre el pensamiento de Kuhn y el de Heisenberg sirve para informarnos más y mejor acerca de la concepción de ciencia del doctor Heisenberg, autor que muchas veces ha sido incomprendido y/o malinterpretado.

En particular, utilizando citas de diversas fuentes, se ha mostrado que Werner Heisenberg está lejos de ser un instrumentalista puro y duro sino que, por el contrario, muestra síntomas de simpatía hacia una forma elaborada de realismo. A su vez, habiendo señalado la enorme cercanía entre el pensamiento del científico alemán y la tesis de inconmensurabilidad kuhniana, resulta bastante llamativo el contraste que surge entre las ideas presentes en Heisenberg y la filosofía del doctor Bohr, quien ha insistido en reiteradas oportunidades en la enorme importancia del lenguaje clásico. Esto último pone en jaque la supuesta unidad de la interpretación de Copenhague de la mecánica cuántica y hace que uno se pregunte, como Don Howard, si ésta es un mito o una realidad [7].

Por último, se desea destacar el enorme trabajo epistemológico de Thomas Kuhn, quien no sólo ha logrado recabar información extremadamente valiosa a la hora de reconstruir los procesos internos dentro de la comunidad científica que llevaron, en la era cuántica, a tal o cual teoría científica, sino que además nos ha traído un entendimiento mucho más profundo y detallado acerca del pensamiento de Heisenberg en tanto filosofía de la ciencia. La examinación del concepto de teoría cerrada no sólo nos lleva a un nuevo entendimiento en el pensar de este hombre, sino que potencia la relevancia de su filosofía de la ciencia y alimenta la necesidad de utilizarla en nuevos y ricos debates.

Nicolás Mirkin,

Universidad de Buenos Aires.

Bibliografía

[1] KUHN, Thomas. Interview with Dr. Werner Heisenberg (Copenhagen, Denmark, 1963).
[2] HEISENBERG, Werner. Physics and Philosophy: The Revolution in Modern Science (New York: Harper and Row, 1958).
[3] KUHN, Thomas. Postscript (Third Edition, University of Chicago Press, 1969).
[4] GENTILE, Nélida. Holismo semántico e inconmensurabilidad en el debate positivismo-antipositivismo (CRÍTICA, Revista Hispanoamericana de Filosofía. Vol. XXVIII, No. 83, Agosto 1996).
[5] KUHN, Thomas. The Structure of Scientific Revolutions (University of Chicago Press, 1962)
[6] HEISENBERG, Werner. Theory, Criticism and a Philosophy (Evening Lectures at the International Centre for Theoretical Physics, Trieste, Italy, 1968).
[7] HOWARD, Don. Who Invented the “Copenhagen Interpretation”? A Study in Mythology (Department of Philosophy and Program in History and Philosophy of Science, University of Notre Dame).

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