El concepto de orbital ¿Ha sido defendida la autonomía ontológica de la química?

MARIANA CORDOBA; JUAN CAMILO MARTÍNEZ GONZÁLEZ

Ciudad Autonoma de Buenos Aires

Conferencia; XVI Congreso Nacional de AFRA; 2013

AFRA - Asociación Filosófica Argentina

La relación interdisciplinaria entre química y física es quizás uno de los problemas más discutidos en la filosofía de la química actual. En esta discusión, se destaca particularmente el debate en torno a la reducción de la química molecular a la mecánica cuántica. Ante tal posibilidad de reducción se hallan respuestas que configuran diversas y contradictorias posiciones (cfr. por ejemplo, Primas 1983, Scerri 2000a y 2006, Scerri y McIntyre 1997, Vemulapalli y Byerly 1999, van Brakel 2000a, Scerri 2004). En este trabajo nos proponemos examinar el concepto de orbital, cuyo análisis ha resultado relevante en la discusión acerca de la relación entre química y física, y ha generado una amplia polémica. En particular, discutiremos algunos argumentos que, tendientes a defender la autonomía del mundo químico respecto del mundo poblado por las entidades y propiedades propias de la física, apelan a la imposibilidad de reducción precisamente a partir del análisis del concepto de orbital. Cabe destacar que, en este caso particular, posiciones de relevancia en el ámbito de la filosofía de la química atacan particularmente el reduccionismo ontológico de la química a la física, y no se restringen meramente al extendido rechazo de la reducción epistemológica (Lombardi y Labarca 2004, 2005 y 2006). Examinaremos esta relación desde la perspectiva del realismo pluralista de raíz kantiana desarrollado por Lombardi y Pérez Ransanz (2011, 2012) que en el ámbito de la filosofía de la química sostiene la imposibilidad de la reducción ontológica de la química molecular a la mecánica cuántica. Esta posición es también defendida en Lombardi y Labarca (2005, 2006 y 2010), donde los autores argumentan que la ontología de la química molecular presenta el mismo status ontológico que la ontología de la mecánica cuántica. Lombardi y Labarca consideran que hay una diferencia de interpretación que se brinda al concepto de orbital en química y en física y argumentan en favor de la posición pluralista a partir de la comparación de ambas interpretaciones. Afirman que estas interpretaciones del concepto de orbital en ambas disciplinas corresponden a dos ontologías diferentes, ambas de igual status ontológico, cada una de las cuales posee una existencia autónoma fundada en la fecundidad de la disciplina científica correspondiente. (2010, pág. 310) Esto es así porque de acuerdo con el pluralismo ontológico, los objetos de conocimiento son fenómenos en sentido kantiano, resultantes de la síntesis entre un esquema conceptual y los insumos provenientes de una realidad independiente. A esta noción kantiana de objeto, el pluralismo agrega la visión historicista de Putnam (1981), de acuerdo con la cual no hay conceptos ni categorías absolutas, sino que existen esquemas conceptuales alternativos, que no tienen por qué convergir o reducirse a un esquema único. Esto abre la posibilidad de una visión pluralista de acuerdo con la cual hay una diversidad de ontologías fenoménicas a las que la ciencia refiere y que son inconmensurables en un sentido fuerte. Si aceptamos esta tesis pluralista y consideramos el concepto orbital, entonces es necesario identificar cuál es, en este caso, la teoría que expresa el esquema conceptual propio de la química molecular y que brinda una determinada interpretación -que, consecuentemente, es propia de la química molecular- de este concepto. En Lombardi y Labarca (2010) no se especifica cuál es dicha teoría química. Para establecer adecuadamente una discusión en torno al concepto de orbital, identificaremos a los orbitales como entidades químico cuánticas, que no pueden identificarse mediante el marco de conceptos de la química molecular. Además, y a pesar de que se encuentre aún en discusión el estatus epistemológico de la química cuántica (Hettema 2008), no es relevante si el concepto orbital pertenece a la química cuántica o a la mecánica cuántica pues aún así, si perteneciera a una u otra, ambas teorías comparten, sin dudas, el mismo esquema de conceptos. Incluso, analizando este caso a partir del pluralismo ontológico y aceptando sus tesis filosóficas, la ontología es la misma y no existe tal diferencia del concepto de orbital. Por esta razón, si bien el pluralismo ontológico constituye un marco filosófico adecuado para pensar diversas relaciones interteóricas (cfr. Lombardi y Pérez Ransanz 2011, 2012), el concepto de orbital y sus supuestas interpretaciones no constituyen un buen ejemplo en favor de este pluralismo. En este trabajo intentaremos mostrar que, efectivamente, el concepto de orbital pertenece, en sentido estricto, a la química cuántica, y refiere al mismo ítem al que referiría en mecánica cuántica; por lo tanto, los orbitales pertenecerían a la ontología configurada por el esquema conceptual expresado en la física cuántica. Esto significa que no es posible defender la autonomía del mundo químico a partir del análisis de este concepto, pues no es un concepto al que le cabe una interpretación propia en química, esto es, no referiría a un ítem constituido por la síntesis operada con la mediación del esquema conceptual expresado por la química molecular. Por el contrario, argumentaremos que sólo cabe referir a la existencia de los orbitales en química a partir de la consideración de las leyes de la mecánica cuántica. El término "orbital" refiere a un ítem matemático dentro de la ontología de la mecánica cuántica y no a una entidad propia de la ontología de la química molecular. Para cumplir nuestro objetivo, rastreamos la aparición de los orbitales dentro de la química. El concepto de orbital aparece en química dentro del tratamiento cuántico de átomos multielectrónicos y sistemas moleculares; dentro de este dominio químico cuántico la imposibilidad para resolver de manera exacta la ecuación de Schrödinger hizo que se desarrollaran métodos aproximados para resolverla. Dentro de estos métodos denominados enlace de valencia (EV) y orbital molecular (OM) es donde el concepto orbital es definido como una abreviación para función de onda orbital de un electrón o, preferiblemente, para la autofunción orbital de un electrón (Mulliken, 1966). A pesar de que efectivamente, los orbitales pueden ser utilizados dentro de la química para dar cuenta de la geometría de una molécula, tal como afirman Lombardi y Labarca (2010), esto no significa que exista una teoría claramente enmarcada en la química que exprese un esquema conceptual que delimite, identifique y caracterice lo que es un orbital. Argumentaremos que no hay tal cosa como los orbitales dentro del marco conceptual específico de la química molecular.