¿Existen realmente los electrones?


El mundo del hombre contemporáneo se funda sobre los resultados de la ciencia: el dato reemplaza al mito, la teoría a la fantasía, la predicción a la profecía.

— Mario Bunge

Nuestro maravilloso crank Narayana afirma, en el último de sus interminables (e infumables artículos), que los electrones no existen. Las razones por las que  él hace esta afirmación son conocidas: para él, cualquier cosa que afirme la ciencia es, por definición, un engaño. No importa para nada que los electrones nos permitan disfrutar de una serie de avances que sin ellos serían impensables: teléfono, radio, televisión, Internet, … Pero no, Nano tiene un refugio (o eso cree él), la tecnología. Según Nano, la tecnología no tiene nada que ver con la ciencia. Nano nunca explica cómo los ingenieros que diseñan la tecnología se las arreglan para diseñar antenas, circuitos, teléfonos, ordenadores, etc. sin el marco teórico de la física que da soporte a la electrónica.

En fin, el orate de Nano es un caso perdido, pero estos últimos posts que le he dedicado me han permitido reflexionar sobre algunos aspectos de la ciencia. Como he venido afirmando en distintas (muchas) entradas de este blog, el método científico se basa en la construcción de modelos (generalmente matemáticos) que proporcionan una explicación de los fenómenos observados y que permiten realizar predicciones verificables relativas a los objetos de estudio (Nano, la astrología no vale, no hace predicciones verificables ni siquiera del pasado como la economía). Además, los modelo de la ciencia deben ser falsables (no vale el “porque yo lo digo”) y deben publicarse para ser criticados por la comunidad científica (en la que Nano no está incluido).

Los modelos científicos (teorías) contienen una serie de entidades que son partes constituyentes del modelo. Por ejemplo, una de las teorías científicas más citadas, el modelo estándar de la física de partículas, es, con toda seguridad, la teoría que ha hecho las predicciones con más alto grado de precisión de toda la ciencia, incluye una serie de elementos (partículas, entre ellas el electrón) que proporcionan una explicación a distintos fenómenos observados en la naturaleza. Esta teoría identifica una serie de atributos asociados a estas partículas, carga, masa, spin, … Sin embargo, la pregunta que surge es ¿realmente esas entidades que forman parte del modelo existen en la realidad o son sólo artificios que nos permiten predecir fenómenos?

Esta pregunta no tiene, probablemente respuesta dentro de la ciencia. Los seguidores del realismo científico, como el físico argentino Mario Bunge (cuya cita abre este post), piensan que sí y, en mi caso particular, yo me considero un realista científico, creo que sí que esas entidades que forman parte del modelo científico del modelo estándar de la física de partículas tienen una existencia real. Desde mí modesta opinión, es irrelevante que existan o no existan pero yo prefiero creer que si existen.

En cualquier caso, otra pregunta que surge es ¿por qué, si nadie ha visto un electrón, tenemos que creer en su existencia y no tenemos que creer en la existencia de los genios? La verdad que esta es una buena pregunta y la respuesta no es tan sencilla como parece. Nadie ha visto un electrón ni tampoco un genio (salvo quizás Aladino). ¿Supone creer en los electrones un acto de fe? La respuesta que daría Nano a esta pregunta es, sin ninguna duda, sí. Para él, la ciencia es un dogma y los modelos (teorías) científicas son los artículos de la fe científica

Pero la ciencia no es un dogma, la ciencia, o mejor dicho, los científicos, siguen un proceso para conocer, desde un punto de vista científico el entorno en el que nos movemos que no es otro que el método científico. El método científico es un magnífico proceso que permite mejorar, de forma incremental (paso a paso), determinados tipos de teorías: aquellas que hacen predicciones verificables. Las teorías que no hacen predicciones verificables, por ejemplo la astrología de la que Nano es un ferviente practicante,  pueden ser verdaderas (podría ocurrir que frotando una lámpara apareciera un genio o que, alguna vez , un horóscopo hiciera predicciones concretas reales) pero no forman parte del método científico y, por lo tanto, no son ciencia.

Los electrones son parte del modelo estándar de la física de partículas y, en ese sentido, sus atributos nos permiten realizar predicciones que pueden verificarse mediante la observación de eventos. Por ejemplo, sin ir más lejos, el conocimiento de la carga y la masa de un electrón, obtenido a través de la ciencia, ha permitido a los ingenieros electrónicos el diseñar un dispositivo que acelera y lanza electrones hacia puntos concretos de una pantalla fluorescente haciendo que estos puntos se iluminen y permitan reconstruir imágenes en movimiento. Esta tecnología que no es ni más ni menos que la que existe en los tubos de rayos catódicos (Nano no se trata de Isabel y Fernando ¿eh?, esos eran los Reyes Católicos) ha permitido el crear instrumentos como los aparatos de televisión que nos han venido entreteniendo durante más de 70 años. Nano, sin el modelo científico del electrón como partícula cargada y transportador de carga en los conductores metálicos hubiera sido imposible desarrollar la tecnología de la televisión (a ver si te entra en la cabeza, zoquete). Pero no nos quedemos sólo ahí, gracias a James Clerk Maxwell y sus teorías científicas en electromagnetismo, los ingenieros saben que los campos magnéticos y eléctricos están relacionados y que se pueden construir dispositivos capaces de dirigir el haz de electrones a puntos concretos de la pantalla fluorescente. Si no existieran las ecuaciones de Maxwell, ningún ingeniero hubiera podido realizar los cálculos necesarios para construir un tubo de televisión.

Pero quizás, me estoy desviando del objeto del post. Una mayoría de la población con un cierto nivel de educación afirmará que los electrones existen y que los genios no existen pero ¿se trata de una decisión democrática?¿se ha producido una votación y la mayoría ha decidido que los electrones tienen carta de existencia mientras que la minoría que defendía la existencia de los genios ha sido derrotada? ¿se ha demostrado la no existencia de los genios?

La respuesta a estas cuestiones es no. La existencia de los electrones no es una cuestión de mayorías como cualquier teoría científica y no, no se ha podido demostrar que los genios no existan. Demostrar la no existencia de algo es bastante complicado puesto que requiere en entrar en extrapolaciones que pueden ser erróneas. La ciencia verifica la existencia de algo (un efecto predicho) pero no puede afirmar la inexistencia de algo.

En el caso de los electrones, a diferencia de en el caso de los genios, durante los últimos 150 años hemos venido acumulando una serie de reglas muy precisas (desde el punto de vista matemático) de cómo se comportan en distintas circunstancias. Estas reglas, nos han permitido hacer predicciones muy precisas sobre el comportamiento de los electrones y sobre las observaciones resultantes. Si esas predicciones no se ajustaran a las observaciones podrían ocurrir dos cosas: o que no hemos establecido correctamente el entorno en el que se han realizado las observaciones o que nuestro modelo es incorrecto. En el caso de los electrones, la ciencia ha venido modificando las reglas que definen el modelo de forma que podemos realizar predicciones muy buenas del comportamiento de los electrones y estas reglas, aplicadas a circunstancias concretas han posibilitado el desarrollo de toda la tecnología electrónica. Sin las reglas no hubiera existido nunca la tecnología.

A diferencia de los electrones, los genios son otra historia distinta. Los genios hacen lo que les da la gana, no están sujetos a reglas y, por lo tanto, su comportamiento es impredecible. No somos capaces de conocer a priori qué botella contiene un genio o que comportamiento seguirá un genio bajo determinadas circunstancias. En cualquier caso, si Nano tiene a bien formularme esas reglas de funcionamiento de los genios estaré encantado de comerme estas palabras. Desde los albores del siglo XVIII, cuando se tradujeron las Mil y Una Noches, no me consta que exista ni una sola predicción verificable sobre los genios. Sin embargo, me basta mirar a una televisión de tubo para comprobar, de forma fehaciente, como las predicciones y reglas establecidas por la física se cumplen en el caso de los electrones. Los genios puede que existan pero no tenemos televisiones basadas en genios aunque alguno puede crear una nube de un vapor misterioso que nos permita ver acontecimientos en tiempo real.

El método científico es uno de los activos más importantes que tiene la humanidad. Lo que todos debemos ser conscientes es de lo que puede y lo que no puede hacer. El método científico no sirve para negar la existencia de algo. Por lo menos no lo puede hacer con carácter universal. El método científico no es un dogma, es un procedimiento para adquirir conocimiento y para adquirir un conocimiento que contribuye, a mejorar el bienestar de la humanidad a alargar la esperanza de vida, a producir alimentos suficientes para sostener a la población mundial, a crear la tecnología necesaria para el ocio, las comunicaciones y los negocios, a generar medicamentos y tratamientos de enfermedades realmente eficaces, en fin a permitir que tipos como Narayana cortos de inteligencia y más cortos aún de vergüenza puedan comunicar libremente sus disparates.

Los electrones son un elemento del conocimiento científico, si les preguntamos a los científicos si existen o no existen en la realidad, encontraremos opiniones encontradas unos dirán que sí que son reales y otros dirán que sólo es un modelo pero en realidad ¿qué más da? El modelo nos permite que los ingenieros desarrollen toda la tecnología electrónica de la que hoy disfrutamos. A pesar de eso, yo prefiero creer que realmente los electrones existen y que el modelo científico de los electrones se acerca a la realidad.

Nano, ya sabes, si te encuentras un genio haz una cosa que a mí se me ocurrió hace un tiempo, no gastes los deseos en tonterías, pídele como primer deseo que te conceda deseos infinitos. O quizás mejor no, no vaya a entrar en un bucle y se nos aturulle.

6 comentarios

Archivado bajo Explicaciones, Reflexiones

6 Respuestas a “¿Existen realmente los electrones?

  1. Muy buen post de nuevo (la ignorancia de este Nano es una mina).
    Sólo comentar que da la sensación de que intentar explicar temas de ciencia a ciertos elementos es una batalla tan perdida como debatir sobre religión con un fanático ya que sólo admiten como opción válida la propia.

    • Si, entrar a debatir con alguien que está imposibilitado para entender la más simple noción y que está bloqueado para aceptar cualquier concepto científico (no olvidemos que la ciencia para él es un dogma) es una absoluta pérdida de tiempo.

      Lo que pretendía con el post es reflejar la diferencia de los conceptos científicos, de los modelos científicos con otras cosas no científicas. Los electrones no son visibles, ni los genios, los dioses o las hadas. Pero a diferencia de estos últimos, un electrón es un concepto científico verificable o testable, los otros no. Creer o no en esos conceptos es cuestión de fe no de razón.

      Por otra parte el que el electrón exista en realidad y sea tal y como lo define la ciencia es irrelevante para el conocimiento científico pero, desde un punto de vista filosófico (desde realismo científico) yo prefiero creer que el electrón que identifica la ciencia si es un reflejo de una realidad a nivel microscópico.

      Gracias de nuevo por tu comentario.

    • Abundo, la verdad es que Nano es una mina y para los propósitos de divulgación de la ciencia y destapar la pseudociencia y charlatanería que persigo con este blog es bastante mejor y más apropiado que el sacacuartos de Rafa.

  2. Xoco

    Coincido contigo en que, en el fondo, es irrelevante la existencia o no del mismo, o de si se tiene o no la tecnología para poderlo observar, aunque para el caso que nos ocupa:

    “Investigadores del Imperial College de Londres han llegado a la conclusión de que el electrón puede ser la esfera más perfecta del Universo. Lo que separa a estas partículas subatómicas de la redondez absoluta es menos de 0,000000000000000000000000001 cm, algo insignificante. En otras palabras, «si un electrón se inflara hasta el tener el tamaño del Sistema Solar, todavía parecería esférico dentro de la anchura de un cabello humano», asegura Edward Hinds, responsable del equipo de realizó las mediciones. La investigación ha sido publicada en la revista Nature.” http://abc.es/20110530/ciencia/abci-electron-esfera-perfecta-universo-201105301117.html

    Saludos.

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