thumb|right|Niels Bohr con Albert Einstein en casa de Paul Ehrenfest en Leiden (diciembre de 1925). La foto es todo un estudio de caracteres: el empírico y el teórico.Los debates Bohr-Einstein fueron una serie de disputas públicas sobre la mecánica cuántica entre Albert Einstein y Niels Bohr. Sus debates se recuerdan por su importancia para la filosofía de la ciencia, ya que los desacuerdos y el resultado de la versión de Bohr de la mecánica cuántica —que se convirtió en el punto de vista predominante— forman la raíz de la comprensión moderna de la física. La mayor parte de la versión de Bohr sobre los congresos celebrados en Solvay en 1927 y en otros lugares, fue escrita por Bohr por primera vez décadas después en un artículo titulado «Discusiones con Einstein sobre problemas epistemológicos de la física atómica». From Albert Einstein: Philosopher-Scientist (1949), publ. Cambridge University Press, 1949. Niels Bohr's report of conversations with Einstein. Según el artículo, la cuestión filosófica del debate era si la llamada interpretación de Copenhague de Bohr de la mecánica cuántica, que se centraba en su creencia de complementariedad, era válida para explicar la naturaleza. A pesar de sus diferencias de opinión y de los sucesivos descubrimientos que ayudaron a consolidar la mecánica cuántica, Bohr y Einstein mantuvieron una admiración mutua que duraría el resto de sus vidas.
Los debates representan uno de los puntos más altos de la investigación científica de la primera mitad del , porque llamaron la atención sobre un elemento de la teoría cuántica, la no localidad cuántica, que es fundamental para nuestra comprensión moderna del mundo físico. La opinión generalizada de algunos físicos profesionales ha sido que Bohr salió victorioso en su defensa de la teoría cuántica y estableció definitivamente el carácter probabilístico fundamental de la medición cuántica.
Debates prerrevolucionarios
Einstein fue el primero de los físicos en señalar que el descubrimiento de Max Planck del cuánto de acción (h) implicaba reescribir la física. Con objeto de probar esta afirmación, en 1905 propuso que la luz actuaba a veces como una partícula a la que llamó «cuanto de luz» (actualmente denominado fotón). Bohr fue uno de los mayores oponentes verbales a la idea del fotón y no llegó a abrazarla abiertamente hasta 1925.País Su posterior habilidad para trabajar creativamente con una idea a la que él se había resistido tan largamente es bastante inusual en la historia de la ciencia. El fotón llamó la atención a Einstein porque él lo vio como una realidad física (aunque confusa) detrás de los propios números. A Bohr le desagradaba porque hacía arbitrarias ciertas soluciones matemáticas. No le gustaba que los científicos tuvieran que elegir entre distintas ecuaciones.Bolles
El año 1913 trajo el modelo de Bohr del átomo de hidrógeno, que hacía uso del cuánto de Planck para explicar el espectro atómico. Einstein al principio dudó del modelo, pero rápidamente cambió de idea y lo aceptó, a pesar del hecho de que su realidad subyacente no podía ser representada en detalle, porque lo consideró un trabajo en progreso.
La revolución cuántica
La revolución cuántica a mediados de los años veinte ocurrió bajo la dirección de Einstein y Bohr, y sus debates posrevolucionarios fueron acerca de cómo darle sentido a tal cambio. Los choques para Einstein comenzaron en 1925, cuando Werner Heisenberg introdujo ecuaciones matriciales que eliminaban los elementos newtonianos del espacio y el tiempo de cualquier realidad subyacente. El siguiente golpe sucedió en 1926, cuando Max Born propuso que la mecánica debía ser entendida como una «probabilidad», sin ningún tipo de explicación causal. Finalmente, a finales de 1927, Heisenberg y Born declararon en la Conferencia Solvay que la revolución había sido completada y no era necesario ir más allá. Fue en ese último estadio donde el escepticismo de Einstein se convirtió en una auténtica consternación. Él creía que se había logrado mucho, pero que las razones profundas de la mecánica todavía necesitaban ser comprendidas.
Einstein rehusó aceptar la revolución como completa. Aspiraba, en cambio, a ver desarrollado un modelo que incluyera las causas subyacentes de estos modelos cuánticos aparentemente aleatorios, ya que las probabilidades cuánticas, según la teoría de Bohr, implicaban que las posiciones en el espacio-tiempo nunca podrían ser completamente conocidas. No rechazaba las estadísticas o las probabilidades en sí mismas y el propio Einstein era un gran pensador estadístico. Era la ausencia de una razón o explicación para los eventos concretos, más allá de su mera predicción estadística, lo que Einstein rechazaba. A Bohr, mientras tanto, para nada le afectaban ninguno de los elementos que tanto preocupaban a Einstein. Él hizo su propio arreglo con las contradicciones proponiendo un principio de complementariedad que enfatizaba el papel del observador sobre lo observado.
Posrevolución: primera etapa La posición de Einstein trajo consigo modificaciones significativas con el transcurso de los años. En la primera etapa, Einstein se negó a aceptar el indeterminismo cuántico y trató de demostrar que el principio de indeterminación podía ser violado, sugiriendo ingeniosos experimentos mentales que permitirían una determinación precisa y simultánea de variables incompatibles, tales como velocidad y posición, o revelar explícitamente y al mismo tiempo los aspectos ondulatorios y corpusculares del mismo proceso.
El argumento de Einstein El primer ataque serio de Einstein a la concepción «ortodoxa» de la mecánica cuántica tuvo lugar durante la Quinta Conferencia Internacional de Solvay sobre Electrones y Fotones en 1927. Einstein señaló cómo era posible aprovechar las leyes (universalmente aceptadas) de conservación de la energía y del impulso (momento) para obtener información sobre el estado de una partícula en un proceso de interferencia que, según el principio de indeterminación o el de complementariedad, no debería ser accesible.
thumb|right|300px|Figura A. Un haz monocromático (en el que todas las partículas tienen el mismo impulso) se encuentra con una primera pantalla, se difracta y la onda difractada se encuentra con una segunda pantalla con dos rendijas, lo que da lugar a la formación de una figura de interferencia en el fondo F. Como siempre, se supone que sólo una partícula a la vez es capaz de pasar todo el mecanismo. A partir de la medida del retroceso de la pantalla S1, según Einstein, se puede deducir por qué rendija ha pasado la partícula sin destruir los aspectos ondulatorios del proceso.
thumb|Figura B. La rendija de Einstein
Para seguir su argumentación y evaluar la respuesta de Bohr, es conveniente referirse al aparato experimental ilustrado en la figura A. Un haz de luz perpendicular al eje X se propaga en la dirección z y encuentra una pantalla S1 con una rendija estrecha (en relación con la longitud de onda del rayo). Después de haber pasado por la rendija, la función de onda se difracta con una apertura angular que hace que se encuentre con una segunda pantalla S2 con dos rendijas. La propagación sucesiva de la onda da lugar a la formación de la figura de interferencia en la pantalla final F.
Al pasar por las dos rendijas de la segunda pantalla S2, los aspectos ondulatorios del proceso se vuelven esenciales. De hecho, es precisamente la interferencia entre los dos términos de la superposición cuántica correspondientes a los estados en que la partícula se localiza en una de las dos rendijas lo que implica que la partícula es «guiada» preferentemente hacia las zonas de interferencia constructiva y no puede acabar en un punto de las zonas de interferencia destructiva (en las que la función de onda se anula). También es importante señalar que cualquier experimento diseñado para evidenciar los aspectos «corpusculares» del proceso al paso de la pantalla S2 (que, en este caso, se reduce a la determinación de la rendija por la que ha pasado la partícula) destruye inevitablemente los aspectos ondulatorios, implica la desaparición de la figura de interferencia y la aparición de dos manchas de difracción concentradas que confirman nuestro conocimiento de la trayectoria seguida por la partícula.
En este punto Einstein pone en juego también la primera pantalla y argumenta lo siguiente: como las partículas incidentes tienen velocidades (prácticamente) perpendiculares a la pantalla S1, y como sólo la interacción con esta pantalla puede provocar una desviación de la dirección original de propagación, por la ley de conservación del impulso —que implica que la suma de los impulsos de dos sistemas que interactúan se conserva—, si la partícula incidente se desvía hacia arriba, la pantalla retrocederá hacia abajo y viceversa. En condiciones reales, la masa de la pantalla es tan grande que permanecerá inmóvil, pero, en principio, es posible medir incluso un retroceso infinitesimal. Si nos imaginamos tomando la medida del impulso de la pantalla en la dirección X después de que haya pasado cada partícula, podemos saber, por el hecho de que la pantalla se encontrará retrocediendo hacia arriba (abajo), si la partícula en cuestión se ha desviado hacia abajo o hacia arriba, y por tanto a través de qué rendija en S2 la partícula ha pasado. Pero como la determinación de la dirección del retroceso de la pantalla tras el paso de la partícula no puede influir en el desarrollo sucesivo del proceso, seguiremos teniendo una figura de interferencia en la pantalla F. La interferencia tiene lugar precisamente porque el estado del sistema es la superposición de dos estados cuyas funciones de onda son distintas de cero sólo cerca de una de las dos rendijas. En cambio, si cada partícula pasa sólo por la rendija b o por la rendija c, entonces el conjunto de sistemas es la mezcla estadística de los dos estados, lo que significa que la interferencia no es posible. Si Einstein está en lo cierto, entonces hay una violación del principio de indeterminación.
Este experimento mental se inició de forma más sencilla durante la parte de la discusión general de las actas reales de la conferencia de Solvay de 1927. En esas actas oficiales, la respuesta de Bohr se registra como: «Me siento en una posición muy difícil, porque no entiendo precisamente el punto que Einstein está tratando de hacer.» Einstein había explicado que «podría ocurrir que el mismo proceso elemental produjera una acción en dos o varios lugares de la pantalla. Pero la interpretación, según la cual psi al cuadrado expresa la probabilidad de que esta partícula concreta se encuentre en un punto determinado, supone un mecanismo de acción a distancia totalmente peculiar.» General Discussion, p. 487. De ello se desprende que Einstein se refería a la separabilidad (en particular y sobre todo a la causalidad local, es decir, a la localidad), no a la indeterminación. De hecho, Paul Ehrenfest escribió una carta a Bohr en la que afirmaba que los experimentos mentales de Einstein de 1927 no tenían nada que ver con las relaciones de incertidumbre, pues Einstein ya las había aceptado «y durante mucho tiempo nunca dudó».Carta de Ehrenfest a Bohr, tras haber visitado a Einstein, fechada el 9 de julio de 1931. Howard, D. (1990), Nicht sein kann was nicht sein darf, or the Prehistory of EPR, pp. 98, 99.
La respuesta de Bohr