%Numero de paginas en dvi = 10 \documentclass[spanish]{rmf-e} \usepackage{nopageno,rmfbib,multicol,times,epsf,amsmath,amssymb,cite} \usepackage[latin1]{inputenc} \usepackage{babel} \usepackage[]{caption2} \usepackage{graphics} % %\numero{1} % \spanishdecimal{.} \def\rmfcornisa{PHILOSOPHY OF PHYSICS \hfill\rmf\ E {\bf 64} (2018) 16--25 \hfill JANUARY--JUNE 2018} \newcommand{\ssc}{\scriptscriptstyle} % \def\rmfcintilla{{\it Rev.\ Mex.\ Fis. E\/} {\bf 64} (2018) 16--25} \clearpage \rmfcaptionstyle \pagestyle{myheadings} \setcounter{page}{16} \markboth{R. Guzm\'an} {Electrones y huecos: perspectivas en torno al debate sobre el realismo cient\'{\i}fico } \begin{document} \title{Electrones y huecos: perspectivas en torno al debate sobre el realismo cient\'{\i}fico \vspace{-6pt}} \author{R. Guzm\'an} \address{Tecnologico de Monterrey\\ Av.\ Eugenio Garza Sada Sur 2501, Mty, N.L., M\'exico.\\ e-mail: rguzman@itesm.mx\\ } \maketitle \recibido{24 July 2017}{5 September 2017 \vspace{-12pt}} \begin{resumen} El par electr\'on-hueco que surge de la teor\'ia de semiconductores presenta un reto al usarlo como caso hist\'orico para abordar el debate en torno al realismo cient\'ifico. En este art\'iculo presentamos y defendemos nuestra posici\'on sobre el estatus de ese par de part\'iculas, atendiendo a la paradoja que presentan como entidades similares desde su descripci\'on te\'orica, pero profundamente diferentes desde su estatus ontol\'ogico. Para esto nos aproximamos al problema desde la perspectiva de un realismo moderado sustentado en un realismo estructural y auxiliado por conceptos en torno a la emergencia de propiedades y a la acci\'on y puesta en operaci\'on de las entidades te\'oricas. \end{resumen} \descript{ Realismo cient\'{\i}fico;\ realismo estructural;\ emergencia;\ acci\'on tecnol\'ogica;\ par electr\'on-hueco. \vspace{0pt}} \begin{abstract} The electron-hole pair that arises from the theory of semiconductors presents a challenge when using it as an historical case to address the debate on scientific realism. In this paper we present and defend our position on the status of that pair of particles, attending the paradox they present as similar entities from its theoretical description, but profoundly different from its ontological status. For this, we approach the problem from the perspective of a moderate realism sustained by a structural realism and aided by concepts about the emergence of properties and the action and operationalization of theoretical entities. \end{abstract} \keys{ Scientific realism;\ Structural realism;\ emergence;\ technological action;\ electron-hole pair. \vspace{-6pt}} \pacs{01.70.+w;\ 01.65.+g;\ 72.20.-i \vspace{-2pt}} \begin{multicols}{2} \section{Introducci\'on} %1. \noindent Los semiconductores conforman la base material de la industria inform\'atica y de telecomunicaciones. Los grandes avances tecnol\'ogicos en estos campos est\'an directamente relacionados con el \'exito en el proceso de miniaturizaci\'on de la electr\'onica de estado s\'olido. Ahora bien, si nos preguntamos por las bases cient\'ificas de operaci\'on de los dispositivos semiconductores nos enfrentamos con ``realidades'' cuestionables. Las entidades que, de acuerdo con las teor\'ias correspondientes, son responsables de la operaci\'on de dichos artefactos tecnol\'ogicos, aquellas part\'iculas f\'isicas que al moverse e interaccionar entre si producen los efectos deseados, son los portadores de carga identificados como electrones y huecos. \'Estos aparecen entonces como entidades te\'oricas centrales de la teor\'ia de semiconductores. Una indagaci\'on que examine el asunto de manera cr\'itica y aguda nos conduce a cuestiones sutiles como, por ejemplo, ?`existen los electrones y los huecos, o son meras ficciones te\'oricas?, ?`las teor\'ias que los describen son verdaderas?, ?`La acci\'on tecnol\'ogica que se desprende de la ``manipulaci\'on'' o el ``control'' de dichas part\'iculas les otorga un estatus de realidad?, entre otras muchas. En estas \'ultimas preguntas se destaca que nuestro inter\'es por el tema es claramente filos\'ofico. Queremos retomar los debates actuales sobre el realismo cient\'ifico, pero ateni\'endonos a una convergencia o inter\'es por la integraci\'on de la historia y la filosof\'ia de la ciencia. As\'i, el an\'alisis de un caso hist\'orico donde se ha teorizado sobre un grupo de fen\'omenos naturales, pero poniendo en la mira diversas interrogantes desde la filosof\'ia de la ciencia, puede brindar acercamientos que den luz a cuestionamientos relacionados con la funci\'on de las teor\'ias y los procesos de cambio cient\'ifico, sin la exigencia de agotar o generalizar lo que se pueda decir sobre problemas de car\'acter ontol\'ogico o epistemol\'ogico. Creemos que esta forma m\'as particular y m\'as concreta de abordar las preguntas centrales sobre la ciencia, si bien con menos pretensiones, nos permite indagar de manera m\'as puntual los temas de inter\'es dentro de la filosof\'ia de la ciencia y m\'as particularmente el debate sobre el realismo cient\'ifico. Empecemos por revisar algunas nociones centrales en nuestra pesquisa. La expresi\'on realismo cient\'ifico [1] hace referencia a una posici\'on intelectual que considera razonable considerar a la actividad cient\'ifica como dirigida a la comprensi\'on del mundo, a conocer la verdadera naturaleza de las cosas, y que por lo tanto tambi\'en resulta sensato creer en la existencia de las entidades no observables postuladas por las teor\'ias cient\'ificas de mayor \'exito [2]. Un m\'inimo de consideraci\'on filos\'ofica puede f\'acilmente mostrar que en su forma radical esta idea es ingenua y que tambi\'en son razonables posturas anti-realistas e instrumentales que consideran que el fin de la ciencia no es la b\'usqueda de la verdad, ni siquiera de teor\'ias que se aproximen a la misma. El objetivo de la ciencia, ser\'ia, en todo caso, de car\'acter utilitario, para lo cual bastar\'ia con que las teor\'ias sean emp\'iricamente adecuadas y posean el poder de predicci\'on de eventos observables [3]. Existen, desde luego, posiciones intermedias, como podr\'ia ser la defensa de un realismo de las entidades te\'oricas, pero no de las leyes que las postulan [4] o un realismo estructural que no cree en la realidad de las entidades, pero s\'i en la existencia de estructuras te\'oricas que describen el mundo y que se conservan en los procesos de cambio cient\'ifico [5]. A lo largo del texto iremos haciendo referencias a diferentes posiciones filos\'oficas de entre las mencionadas previamente y presentaremos algunos de sus argumentos seg\'un lo vaya requiriendo nuestro caso de estudio que tendr\'a la caracter\'istica de referirse a la teorizaci\'on y la experimentaci\'on en torno a los fen\'omenos de conducci\'on el\'ectrica en diversos materiales, entre ellos los semiconductores, donde como veremos, son igualmente importantes la ciencia b\'asica, en un sentido de explicaci\'on fundamental de los fen\'omenos, y la acci\'on tecnol\'ogica, en un sentido de necesidad de control y manipulaci\'on. El tema del electr\'on como entidad te\'orica por excelencia ha sido desde luego abordado desde m\'ultiples perspectivas. Pero aqu\'i no nos interesa la cadena hist\'orica de teor\'ias del electr\'on per se, aunque s\'i revisaremos sucintamente el tema, sino particularmente el lugar que ocupa dicha entidad dentro de una teor\'ia m\'as espec\'ifica que es la teor\'ia de los semiconductores. Desde este punto de vista el electr\'on no aparece solo, sino en compa\~n\'ia de su ``contrario'', el hueco. En todo caso, ambas entidades te\'oricas se caracterizan por una serie de propiedades del mismo tipo (masa, carga, movilidad, etc.), pero su estatus ontol\'ogico, incluso desde el m\'as superficial de los an\'alisis, pareciera divergir por completo. Nos interesa entonces atender a cuestiones filos\'oficas como las siguientes: ?`qu\'e nos pueden decir las teor\'ias sobre la representaci\'on y sobre el cambio cient\'ifico sobre esto?, ?`qu\'e podemos aprender con este caso de estudio sobre el realismo/antirrealismo cient\'ifico, sobre las teor\'ias de causaci\'on, etc?. En esta aventura de reflexi\'on filos\'ofica le daremos una mirada primeramente al caso del electr\'on, el cual nos resultar\'a \'util para presentar las diferentes posiciones filos\'oficas que queremos contrastar y, por ende, nos servir\'a como punto de partida y de establecimiento de ciertos compromisos para el posterior estudio de la dupla ``electr\'on-hueco''. En un segundo momento, y siguiendo una exposici\'on hist\'orica de las teor\'ias de conducci\'on el\'ectrica, presentamos el concepto de hueco, y nos preguntamos por su estatus como ejemplo de causaci\'on negativa. Enseguida defendemos nuestra posici\'on sobre el estatus de ese par de part\'iculas, atendiendo a la paradoja que presentan como entidades similares desde su descripci\'on te\'orica, pero profundamente diferentes desde su estatus ontol\'ogico. Para esto nos aproximamos al problema desde la perspectiva de un realismo moderado sustentado en un realismo estructural y auxiliado por conceptos en torno a la emergencia de propiedades y a la acci\'on y puesta en operaci\'on de las entidades te\'oricas. \section{El electr\'on como paradigma de entidad te\'orica y la pregunta sobre su existencia} %2. \noindent Quiz\'as el protagonista m\'as com\'un y paradigm\'atico de los debates filos\'oficos en torno al realismo ha sido el electr\'on, por tratarse de una entidad te\'orica que ha sobrevivido a innumerables cambios en las teor\'ias que lo describen. Su ``descubrimiento'', como corp\'usculo cargado y con masa que obedec\'ia la din\'amica newtoniana suele atribuirse a J.J. Thomson. Posteriormente encontramos toda una pl\'eyade de cient\'ificos a quienes se les puede imputar el desarrollo de diferentes teor\'ias del electr\'on, entre quienes se encuentran Lorentz, Bohr, Pauli, Schr\"odinger y Dirac. Deteng\'amonos un momento en los or\'igenes de esta historia y en algunas consideraciones sobre la noci\'on de ``descubrimiento'' en ciencia que nos permitan ir apuntando hacia la problem\'atica del realismo [6]. El perfil hist\'orico simple e ingenuo que puede encontrarse en los libros de texto cient\'ificos en torno al ``descubrimiento'' del electr\'on se reduce a atribuir a J.J. Thomson dicha revelaci\'on al trabajar con los rayos cat\'odicos. Thomson identific\'o, seg\'un esta historia, que dichos rayos estaban constituidos por corp\'usculos cargados y pudo cuantificar la relaci\'on entre masa y carga el\'ectrica (m/e) de dichas part\'iculas. La historia contin\'ua explicando que a partir de ese evento se abrieron las puertas para encontrar la estructura del \'atomo, por medio del trabajo efectuado por Rutherford y Bohr, en 1911 y 1913 respetivamente. Dicha develaci\'on habr\'ia tenido lugar en 1897, a\~no en el que Thomson revela los valores encontrados para la relaci\'on m/e en un art\'iculo de la \textit{Philosophical Magazine} [7]. Desde luego que no es posible valorar un suceso de este tipo de forma aislada, sino que es menester observar la trayectoria que sigue la mente del cient\'ifico y as\'i poder registrar la evoluci\'on de los conceptos que elabora. George Smith [8] sugiere que para comprender el trabajo de Thomson hace falta ver en conjunto por lo menos tres de sus trabajos cient\'ificos: el que acabamos de mencionar y otros dos de los a\~nos 1898 y 1899. En su primera contribuci\'on, Thomson comienza con la hip\'otesis de que los rayos cat\'odicos son part\'iculas cargadas, explica a continuaci\'on los experimentos a partir de los cu\'ales logra calcular la relaci\'on m/e bajo el supuesto de la veracidad de dicha hip\'otesis y concluye con ciertas especulaciones sobre la estructura de los \'atomos y la relaci\'on entre los ``corp\'usculos'' de sus experimentos y la tabla peri\'odica. Por otro lado, seg\'un nos explica Smith, otros hab\'ian hecho ya c\'alculos de dicha relaci\'on m/e, entre quienes se cuenta Emil Wiechart, que al final resultaron ser m\'as exactos. Sin embargo, en sus posteriores art\'iculos, Thomson elabora m\'as sus deducciones y sus conjeturas comparando primero los resultados de carga el\'ectrica de sus ``corp\'usculos'' en los rayos cat\'odicos, con la carga el\'ectrica de los iones de un gas y en segundo t\'ermino calculando la relaci\'on m/e asociada con otros fen\'omenos, entre ellos el efecto fotoel\'ectrico y la descarga el\'ectrica de filamentos incandescentes, la cual resulta ser igual a la de los rayos cat\'odicos seg\'un se declaraba en el art\'iculo de 1897. Todo esto lo llevar\'ia a elaborar una hip\'otesis de trabajo consistente en conferir un car\'acter fundamental y universal a sus ``corp\'usculos'' cargados negativamente y que ser\'ian consecuentemente los constituyentes subat\'omicos de la materia. De esta manera, resulta razonable hablar, m\'as que del ``descubrimiento'' puntual de una entidad f\'isica, de un complejo trabajo experimental que conduce a la elaboraci\'on de una hip\'otesis de trabajo que tendr\'ia que ser, en todo caso, aceptada de com\'un acuerdo por la comunidad cient\'ifica. Dicha aceptaci\'on ser\'a gradual y para que se logre es necesario que toda la comunidad trabaje en torno a dicha hip\'otesis. No basta con que un cient\'ifico la presente aportando pruebas a su favor. As\'i es c\'omo en el tema que nos ocupa, gradualmente la existencia de los electrones va tomando realidad no solo por el trabajo de Thomson, sino tambi\'en de otros destacados cient\'ificos como es por ejemplo el caso de Zeeman con su experimento de separaci\'on magn\'etica de las l\'ineas espectrales [9], u otros trabajos en espectroscopia, radiactividad, conducci\'on de metales, etc. Es importante enfatizar una idea que a nuestro juicio se desprende de lo dicho hasta ahora. Se trata del papel que juega la experimentaci\'on llevada a cabo tanto por Thomson como por los dem\'as cient\'ificos involucrados. Podemos percatarnos f\'acilmente de que no se trata de experimentos que se realicen con la finalidad de validar una teor\'ia (que, en ocasiones, de manera parcial, la filosof\'ia de la ciencia le asigna al experimento), sino que m\'as bien tienen la funci\'on de reunir datos que gradualmente conducen hacia una hip\'otesis de trabajo que a su vez permitir\'a el surgimiento de una teor\'ia. En cierto sentido se invierte el proceso. Tambi\'en es fundamental investigar c\'omo se inserta este trabajo en las diversas posiciones cient\'ificas y filos\'oficas de la \'epoca. En el caso que nos concierne, es significativo considerar que a finales del siglo XIX exist\'ian claramente dos posiciones opuestas sobre el car\'acter del trabajo cient\'ifico. La primera de ellas se identifica con cient\'ificos como Ernst Mach y defiende una l\'inea filos\'ofica de base fenomenol\'ogica (una forma de positivismo) que se funda en correlaciones de observaciones directas y que evita el uso de cantidades ``hipot\'eticas''. La segunda, representada por cient\'ificos como Ludwig Boltzmann, por el contrario, defiende la utilizaci\'on de entidades ocultas, no accesibles a la observaci\'on directa, como recurso para entender la realidad (por ejemplo, los \'atomos, cuya existencia defendi\'o f\'erreamente Boltzmann). Para ambas concepciones resulta crucial el car\'acter experimental del m\'etodo cient\'ifico, pero la distinci\'on es fundamental dado que a fin de cuentas el \'exito de una teor\'ia depende en realidad de muchos experimentos realizados por muchos cient\'ificos, y la importancia que se le asigne a cada uno de ellos depende precisamente de las diferentes orientaciones filos\'oficas, pues un mismo experimento puede tener diversos significados para diferentes tradiciones. En el caso aqu\'i expuesto es evidente que las l\'ineas de trabajo de la filosof\'ia natural que alientan la presentaci\'on de entidades que no se ven como hip\'otesis respetables, dieron fruto con creces en la conformaci\'on de la tan exitosa f\'isica at\'omica y que ya estaba presente desde entonces la pol\'emica en torno al uso de entidades te\'oricas y sobre su realidad. Resumiendo, tenemos que a los experimentos realizados por J.J. Thomson en 1897 con los rayos cat\'odicos, se les identifica tradicionalmente con el ``descubrimiento del electr\'on''. Sin embargo, hemos hecho patente que la historia es m\'as compleja. En 1897 exist\'ian, sin duda, ideas divergentes sobre la constituci\'on de las part\'iculas elementales de electricidad. La identificaci\'on precisa de la naturaleza de los rayos cat\'odicos y su relaci\'on con la estructura at\'omica de la materia involucr\'o el trabajo de toda una comunidad cient\'ifica a lo largo de un proceso gradual de aceptaci\'on y b\'usqueda de consensos sobre el significado de los diferentes progresos experimentales y te\'oricos inmerso en una larga serie de controversias. Al escribir la palabra ``descubrimiento'' en este ensayo, la hemos puesto entre comillas. Esto se debe a que el significado de la palabra puede resultar muy ambiguo y su interpretaci\'on puede ser muy diversa. Lo cierto es que el concepto que encierra esa palabra es complejo y por lo tanto requiere un m\'inimo de atenci\'on filos\'ofica. Ante la pregunta ?`qui\'en descubri\'o X?, es indudable que parte de la respuesta estriba en determinar qui\'en sab\'ia qu\'e, cu\'ando y c\'omo, situaci\'on que en el caso del electr\'on resulta un tanto complicado. Existen diferentes enfoques o puntos de vista. Uno que fue tomado fuerza hace algunos a\~nos concierne a la posibilidad de manipulaci\'on y medici\'on. En este sentido cuando se empiezan a encontrar m\'etodos para aislar, medir y manipular los electrones, \'estos se empiezan a hacer ``reales'' y se puede hablar de que han sido descubiertos [10]. Por otro lado, la visi\'on de un constructivista social se orientar\'ia hacia la idea de que una entidad ha sido descubierta solamente cuando se ha llegado a un consenso entre los cient\'ificos en relaci\'on con la realidad de esa entidad. Esto significa que s\'olo cuando la comunidad as\'i lo acepta, se puede decir que hay un descubrimiento. En un sentido a\'un m\'as fuerte del constructivismo social, los electrones son ``socialmente construidos'' y no tienen una realidad independiente. Peter Achinsten [11] sugiere de manera interesante que para identificar un ``descubrimiento'', se tienen que tomar en cuenta 3 factores: ontol\'ogico, epist\'emico y de prioridad. El primero de ellos se refiere a que para poder decir que hay un descubrimiento de ``algo'', ese ``algo'' tiene que existir. Puede parecer trivial, pero no lo es, de hecho, como indicamos arriba, para un constructivista social este factor es irrelevante. El segundo factor, el epist\'emico, se refiere al hecho de que la persona a la que se atribuye el descubrimiento debe encontrarse en un cierto estado de conocimiento en relaci\'on a lo descubierto. Y por \'ultimo el factor de prioridad apunta a que el supuesto descubridor debe, por supuesto, ser el primero en haberse encontrado en ese estado de conocimiento. El problema es, tal vez, que la noci\'on de descubrimiento sea inapropiada en ciencia. Evidentemente no es lo mismo descubrir el electr\'on que descubrir, por ejemplo, una isla en el Pac\'ifico. La historia del electr\'on es un tanto enmara\~nada y de hecho, no hay una teor\'ia del electr\'on sin m\'as, sino muchas que se van sucediendo en el tiempo por lo cual no resulta ocioso preguntarse si el electr\'on realmente existe o si es simplemente una entidad ficticia a la cual se le atribuyen propiedades que cambian de teor\'ia en teor\'ia. El electr\'on de Thomson es corpuscular, tiene propiedades de carga y masa y obedece la din\'amica newtoniana, el de Pauli tiene spin y obedece un ``principio de exclusi\'on'', despu\'es ser\'a descrito en funci\'on de una dualidad onda-corp\'usculo, etc. Entonces, ?`cu\'al es el ``verdadero''? Introduzcamos ahora s\'i las posiciones m\'as relevantes en la discusi\'on filos\'ofica reciente sobre nuestro tema de inter\'es. Los argumentos m\'as utilizados en contra del realismo son el de subdeterminaci\'on, el de la metainducci\'on pesimista y los del empirismo constructivo. El primero de ellos se desarrolla en el sentido de que pueden existir varias teor\'ias que expliquen un conjunto de resultados emp\'iricos y, si tal es el caso, resulta imposible decidir cu\'al es la teor\'ia correcta que da raz\'on de las observaciones experimentales. El segundo argumento dice, en s\'intesis, que si muchas de nuestras teor\'ias pasadas que en su momento fueron exitosas ahora son consideradas falsas [12], no hay raz\'on para creer que nuestras teor\'ias actuales no correr\'an la misma suerte. La tercera, que creemos que tiene m\'as relevancia en la discusi\'on que aqu\'i nos interesa se mueve en el terreno de lo que deber\'ia de ser la finalidad de la ciencia. El empirismo constructivo iniciado por van Fraassen considera que la actividad cient\'ifica no est\'a dirigida a describir fielmente el mundo a trav\'es de teor\'ias que puedan por la tanto ser calificadas de falsas o verdaderas, sino que est\'a destinada a la elaboraci\'on de teor\'ias que sean emp\'iricamente adecuadas. Esto \'ultimo implica que, si nuestras teor\'ias nos hablan de electrones, neutrinos y quarks, debemos suspender el juicio y tomar una posici\'on agn\'ostica sobre la existencia real de dichas entidades no observables y preocuparnos solamente de que puedan describir, y sobre todo predecir, lo que s\'i sea observable. Regresando a nuestro tema m\'as espec\'ifico del caso del electr\'on, y rescatando algunas propuestas que buscan rebatir los puntos de vista antirrealistas, podemos empezar con Arabatzis [13] quien propone, a trav\'es de lo que llama un \textit{enfoque biogr\'afico de las entidades te\'oricas}, que efectivamente el descubrimiento de una entidad no consiste propiamente en revelar un orden natural prexistente, sino m\'as bien en el proceso de formaci\'on de consensos dentro de la comunidad cient\'ifica en torno a un concepto cient\'ifico, pero guiado por buenas razones epist\'emicas y no meramente de construcci\'on social. Arabatzis desarrolla esta tesis para el caso del electr\'on siguiendo los cambios que las diferentes teor\'ias han ido imprimiendo en la representaci\'on cient\'ifica del mismo, es decir, en lo que se entiende por esa entidad te\'orica identificando un n\'ucleo de propiedades de los electrones que se van desvelando y en donde las deficiencias de las primeras teor\'ias se van superando en concepciones que van siendo m\'as cercanas a la realidad experimental. Este autor intenta defender as\'i una visi\'on congruente con la idea de proceso acumulativo del conocimiento cient\'ifico compatible con una posici\'on realista. Desde luego, dicha posici\'on puede resultar controversial o dif\'icil de aceptar pues como expresa Michela Massimi [14], la versi\'on realista que defiende Arabatzis, lo es en el sentido de la identidad de las entidades te\'oricas en el proceso de cambio cient\'ifico, pero sin comprometerse en la existencia per se de las mismas en la naturaleza. Dada esta dificultad para defender una posici\'on realista fuerte, en el sentido de que las entidades te\'oricas realmente refieran (tengan un correlato o referente a un objeto real), Worrall [15] propone la existencia de una tercera v\'ia, la del realismo estructural que ya coment\'abamos en la introducci\'on de este trabajo. Aunque los continuadores de la idea de Worrall han discurrido por caminos diferentes haciendo distinciones m\'as sutiles, tomemos por el momento el com\'un denominador en el sentido de que lo que reclama dicha posici\'on filos\'ofica es que la estructura de teor\'ias cient\'ificas exitosas sobrevive al proceso de cambio de teor\'ia en virtud del hecho de que reflejan correctamente aspectos estructurales del mundo [16]. En este sentido, para el caso del electr\'on se podr\'ia decir que el conjunto de propiedades del mismo que se van acumulando en el proceso de cambio cient\'ifico, lo hacen sobre la base de lo que se podr\'ia llamar la estructura de la teor\'ia del electr\'on. Se podr\'ia sugerir por lo tanto que lo que nos muestra la historia del electr\'on no es una secuencia de teor\'ias falsas, sino una en la que ``se va discerniendo un n\'ucleo estable de propiedades del electr\'on'' en el que ``se van identificando y corrigiendo las deficiencias de las teor\'ias previas para dirigir nuestra comprensi\'on te\'orica del electr\'on hacia una mayor concordancia con las minucias del trabajo experimental'' [17]. Hasta aqu\'i hemos presentado algunos elementos de la controversia en torno al realismo cient\'ifico en forma muy general, a manera de exponer simplemente el debate a partir del caso del electr\'on per se. Sin embargo, lo que m\'as nos interesa en este ensayo es discutir las nuevas problem\'aticas que, desde el punto de vista filos\'ofico, se presentan cuando pasamos a considerar situaciones distintas en las que sigue involucrada la misma entidad te\'orica, pero en su relaci\'on con otras, lo que nos llevar\'a a mostrar que ciertas interrogantes pueden tomar otros matices al cambiar de contexto y requerir por lo tanto de nuevas interpretaciones y de nuevas respuestas. Particularmente nos referiremos al par electr\'on-hueco como concepto que surge al interior de la teor\'ia de los semiconductores. \vspace{10pt} \section{El hueco: ?`un ejemplo de causaci\'on negativa?} %3. \vspace{10pt} \noindent En el apartado anterior nos referimos a las teor\'ias sobre el electr\'on, entidad te\'orica que la ciencia actual considera como una entre muchas otras part\'iculas elementales estudiadas por la f\'isica de altas energ\'ias o f\'isica de part\'iculas. Esta \'ultima disciplina es paradigma de reduccionismo f\'isico y por lo mismo algunos cient\'ificos puristas que la ejercen llegan a considerarse practicantes de la f\'isica m\'as fundamental y \'arbitros de la verdad \'ultima. Dentro de la misma f\'isica esta noci\'on es confrontada por la f\'isica del estado s\'olido encargada de estudiar el comportamiento, no de las entidades m\'inimas de materia, sino de la misma en estado macrosc\'opico [18] y cuyos exponentes tambi\'en suelen defender el car\'acter fundamental de su disciplina. La f\'isica del estado s\'olido ser\'ia entonces, seg\'un esa perspectiva, m\'as b\'asica y funcionar\'ia como escenario del surgimiento de fen\'omenos t\'ipicos de la f\'isica de part\'iculas [19]. Mencionamos esto porque es un asunto profundamente epistemol\'ogico, que tiene que ver con lo que la f\'isica pretende ser y resulta central en el tema que queremos tratar aqu\'i [20]. Los sistemas complejos estudiados por la f\'isica del estado s\'olido ser\'ian entonces irreductibles y responder\'ian, seg\'un esta \'ultima perspectiva, a principios m\'as altos de organizaci\'on. Particularmente dar\'ian lugar a la existencia de cuasipart\'iculas, como fen\'omenos emergentes en s\'olidos, que se comportar\'ian e interaccionar\'ian entre s\'i como part\'iculas en el espacio libre. El fen\'omeno espec\'ifico que queremos tratar aqu\'i ser\'ia el del par electr\'on-hueco en un semiconductor, part\'iculas que actuar\'ian como portadores de carga y formadores de corrientes el\'ectricas. El electr\'on ``original'' que interact\'ua en forma compleja en la red cristalina se comporta como un electr\'on de diferente masa viajando en el espacio libre. Adem\'as, el movimiento conjunto de electrones en la banda de valencia de un semiconductor resulta equivalente al movimiento de cuasipart\'iculas cargadas positivamente llamadas huecos que son como ``ausencias'' de un electr\'on, como un vac\'io dejado por el desplazamiento de un electr\'on. Esto \'ultimo resulta particularmente interesante desde el punto de vista filos\'ofico pues nos conduce a la consideraci\'on de lo que podr\'iamos llamar una no-part\'icula, la ausencia de algo con poder causal, es decir, fuente de otros fen\'omenos. Atendiendo a nuestra propuesta de que la integraci\'on de historia y filosof\'ia resulta en una mayor riqueza para la comprensi\'on de la ciencia, revisaremos algunos detalles hist\'oricos de la teor\'ia del estado s\'olido, pero m\'as espec\'ificamente sobre las teor\'ias de conducci\'on el\'ectrica con la intensi\'on de poder hilar m\'as fino y estar aptos para proponer el tipo de realismo cient\'ifico al que en todo caso nos podemos apegar en el estudio de estos fen\'omenos, y poder ver c\'omo se aplicar\'ian, a nuestro estudio de caso, conceptos como el de emergencia y causalidad. Edwin Hall [21] identific\'o el efecto que lleva su nombre, consistente en la generaci\'on de una diferencia de potencial el\'ectrico en un conductor que transporta corriente el\'ectrica~[22] a \'angulo recto con respecto a la direcci\'on de la corriente. Dicho efecto iba a tener un papel crucial en la identificaci\'on del tipo de portadores que producen la corriente en metales, convirti\'endose en una herramienta experimental central para la investigaci\'on del fen\'omeno de la conducci\'on el\'ectrica en s\'olidos y para expresar la conductividad como funci\'on de la densidad de portadores, sus cargas y sus movilidades. \vspace{5pt} Poco despu\'es del ``descubrimiento'' del electr\'on por Thomson en 1897 aparecieron las primeras teor\'ias que pretend\'ian explicar el fen\'omeno de la conducci\'on el\'ectrica en funci\'on de esas nuevas entidades te\'oricas. Si hacemos un seguimiento a esas y posteriores teor\'ias de conducci\'on el\'ectrica podremos sacar conclusiones para este fen\'omeno en particular respecto a los cuestionamientos e interpretaciones filos\'oficos en torno al cambio cient\'ifico. \vspace{5pt} Eduard Riecke, Paul Drude y Hendrik Lorentz propusieron [23], en 1898, 1900 y 1905 respectivamente, las primeras teor\'ias sobre la conducci\'on el\'ectrica en funci\'on de un ``gas de electrones'', las cuales ``a semejanza de la cin\'etica cl\'asica de gases permit\'ian calcular a partir de los choques de las part\'iculas de gas propiedades como el transporte de calor y de corriente por medio de electrones libres'' [24]. La propuesta de Riecke es particularmente interesante porque \'el asume la presencia tanto de portadores de carga negativa como positiva con diferentes concentraciones y movilidades para poder acomodar correctamente los resultados experimentales del coeficiente de Hall [25], anticipando as\'i futuras investigaciones en semiconductores ya con un tratamiento cu\'antico, lo que nos habla de que si bien tenemos un cambio de paradigma de la f\'isica cl\'asica a la f\'isica cu\'antica, se preservan ciertas estructuras matem\'aticas en la descripci\'on. Lo mismo se puede decir del trabajo de Johann Koenigsberger quien en 1908, contrario a las propuestas de Riecke y Drude postul\'o que los portadores de carga que conduc\'ian la electricidad eran resultado de una disociaci\'on o separaci\'on de una fracci\'on de los \'atomos del material en electrones y los iones positivos residuales que depend\'ia de la temperatura $T$ y de un factor $Q$ llamado coeficiente de disociaci\'on (la cantidad de \'atomos disociados ten\'ia una dependencia exponencial con $Q/T$, m\'as concretamente $N = N_0 e^{-Q/T}$). Esto le permiti\'o clasificar los materiales en metales, aislantes y ``conductores variables'' en funci\'on de dicho factor [26]. La hip\'otesis de Koenigsberger result\'o falsa pero las matem\'aticas implicadas reflejan la noci\'on posterior de una energ\'ia de activaci\'on de la cual depende la conducci\'on en los semiconductores reflejada en el trabajo de Alan Wilson en 1931 que reconoce una energ\'ia necesaria para excitar a los electrones desde la banda de valencia a la banda de conducci\'on; encontramos as\'i en este caso una estructura matem\'atica que se conserva, aunque el mecanismo impl\'icito difiera. \vspace{5pt} El desarrollo de la f\'isica cu\'antica dio un nuevo giro a las teor\'ias sobre la conducci\'on el\'ectrica. Con la introducci\'on de la estad\'istica de Fermi-Dirac en 1926 y el principio de exclusi\'on de Pauli en 1925, Sommerfeld aventur\'o lo que podemos identificar como una teor\'ia semicl\'asica del fen\'omeno~[27]. La nueva teor\'ia reconoc\'ia al electr\'on, seg\'un palabras del mismo Sommerfeld, no ``como individuo [sino] como un estado''~[28]. El principio de Pauli conduc\'ia a que cada electr\'on asume un estado cu\'antico distinto y la estad\'istica de Fermi-Dirac implica que los n\'umeros cu\'anticos m\'inimos, correspondientes a las energ\'ias m\'as bajas, est\'an ocupados, lo que conlleva que el hipot\'etico ``gas de electrones'' se encuentra limitado en sus posibilidades de movimiento. Sommerfeld reconoce su trabajo no como revolucionario, sino continuista: \vspace{5pt} \begin{itemize} \item[]Hemos tomado de las viejas teor\'ias las im\'agenes m\'as primitivas, y las hemos reelaborado en una forma nueva mediante los procedimientos prescritos por la estad\'istica de Fermi. Esta estad\'istica recibe as\'i por concordancia con el material experimental sobre conducci\'on de metales una s\'olida base emp\'irica [29]. \end{itemize} \vspace{5pt} Es claro c\'omo el sentir de Sommerfeld abona a la idea de conservaci\'on de estructura en el proceso de cambio cient\'ifico, en tanto que la prueba experimental efectivamente termine justificando las nuevas teor\'ias. Para una explicaci\'on totalmente cu\'antica habr\'ia que esperar el trabajo en 1929 de Felix Bloch quien mostr\'o la forma general para la soluci\'on de la ecuaci\'on de onda de Schr\"odinger para un electr\'on sujeto a un potencial el\'ectrico peri\'odico que es lo que ocurre en una estructura cristalina [30]. Kronig y Penney construyeron en 1931 un modelo simplificado que mostraba las restricciones para la ecuaci\'on de onda que se traducen en regiones de energ\'ia v\'alidas para el electr\'on [31]. Peierls a su vez mostr\'o en 1929 la explicaci\'on te\'orica de la existencia de coeficientes positivos de Hall que hab\'ian sido hasta entonces una anomal\'ia experimental [32]. Con estos resultados a la mano, Alan Wilson, a quien ya mencionamos unos p\'arrafos arriba, pudo explicar en 1931 la diferencia entre metales y diel\'ectricos bas\'andose en la idea de bandas de energ\'ia llenas y vac\'ias en las que se pueden producir electrones libres en una banda casi vac\'ia y huecos en una banda casi llena, lo cual, entre otras cosas, explicaba las observaciones experimentales de incremento de la concentraci\'on de portadores con la temperatura [33]. Finalmente, Heisenberg mostr\'o, tambi\'en en 1931, que los estados libres en la banda casi llena, es decir los huecos, son equivalentes a portadores de carga positivos [34]. La existencia de ambos, electrones y huecos explica la existencia de coeficientes de Hall de ambos signos que se observan, sobre todo, en los materiales semiconductores. Adem\'as, respecto a los materiales semiconductores, siempre se hab\'ia sospechado que su comportamiento se deb\'ia principalmente a las impurezas del material. Los trabajos de Wilson, Pearson y Bardeen ofrecieron una explicaci\'on del papel de las impurezas y c\'omo \'estas pod\'ian mejorar la conductividad ya sea proveyendo electrones (material donante) o huecos (material aceptor). Un material donante contiene niveles de energ\'ia para los electrones cercanos a la banda de conducci\'on del material base, de manera que dichos electrones pueden f\'acilmente adquirir la energ\'ia necesaria para pasar a esa banda aumentando as\'i la concentraci\'on de electrones libre. Por el contrario, un material aceptor contiene niveles de energ\'ia para los electrones cercanos a la banda de valencia del material base, de manera que los electrones de valencia pueden f\'acilmente adquirir la energ\'ia necesaria para pasar a ocupar esos niveles de energ\'ia dejando tras de s\'i huecos, aumentando as\'i la concentraci\'on de los mismos. Uno de los aspectos esenciales en nuestra breve descripci\'on sobre el cambio de teor\'ias en la explicaci\'on del fen\'omeno de conducci\'on el\'ectrica es la paradoja que presenta una de las herramientas experimentales m\'as importantes para el tema: el efecto Hall. Varias teor\'ias fueron propuestas en el camino para explicar la existencia de coeficientes de Hall tanto positivos como negativos. Desde Riecke hasta Wilson se consens\'o la necesidad de postular dos tipos de portadores de carga. No hay duda que podemos medir cantidades f\'isicas asociadas con dichas entidades, pero, ?`son \'estas s\'olo entidades que requiere la teor\'ia o tenemos que aceptar su existencia? ?`Qu\'e contribuci\'on al respecto podemos encontrar en diferentes perspectivas filos\'oficas? En la siguiente secci\'on desarrollamos algunas ideas. \section{El par electr\'on-hueco: ?`una paradoja?} % \noindent ?`Hasta d\'onde se puede defender una posici\'on realista respecto a las entidades te\'oricas del par electr\'on-hueco que hemos tratado en los apartados anteriores? Queremos m\'as espec\'ificamente abordar esta interrogante a partir de dos situaciones: la primera consistente en que el electr\'on al que hacemos referencia se encuentra sujeto a los campos al interior de un material s\'olido, no uno que se encuentra en el espacio libre y por lo tanto tiene otras propiedades, y segundo la disyuntiva de imaginar el hueco como una ausencia y la correspondiente causaci\'on negativa que habr\'ia que considerar. Nuestras reflexiones las haremos en tres vertientes: acomodo a alg\'un tipo de realismo estructural; emergencia de propiedades; y acci\'on y puesta en operaci\'on de las entidades te\'oricas. A partir de nuestro caso de estudio, la identificaci\'on del hueco como ausencia imposibilita una defensa del realismo cient\'ifico en sus formas m\'as directas que consideran que las teor\'ias cient\'ificas apuntan a la descripci\'on de una realidad concreta y que las entidades te\'oricas refieren a objetos existentes en la naturaleza. Aun cuando podamos defender la existencia de procesos de causaci\'on genuina con entidades que son negaciones como lo es el caso del hueco, y que se puedan admitir los correspondientes mecanismos causales [35], resulta inviable la defensa siquiera de un realismo de entidades. Sin embargo, por lo expuesto anteriormente parece razonable establecer una defensa de alg\'un tipo de realismo estructural. Dicha forma de realismo recae en la ``distinci\'on entre la naturaleza de una entidad o proceso, y su estructura'' [36], siendo esta \'ultima captada por las formas matem\'aticas que describen el comportamiento de una entidad sin compromiso por la verdadera naturaleza de las entidades. Seg\'un esta forma de realismo, desde el punto de vista epist\'emico el contenido cognitivo de una teor\'ia cient\'ifica se restringe a su estructura matem\'atica y a sus consecuencias emp\'iricas y desde el punto de vista ontol\'ogico deber\'ia de mantenerse una posici\'on agn\'ostica, pues versiones diferentes de las entidades pueden satisfacer la misma estructura matem\'atica. Esto justamente es lo que ocurre en el caso de nuestros portadores de corriente el\'ectrica, desde los postulados por Riecke y Drude, hasta la interpretaci\'on de electrones y huecos por Peierls y Wilson. En los fen\'omenos a los que hacemos referencia, entre teor\'ias se conserva la idea de corriente y el efecto Hall como cantidades mensurables (contenido emp\'irico) y se conservan formas matem\'aticas que registran el efecto causal de propiedades, como es el caso de la masa efectiva y la carga, que incluso nos conducen a esa nueva entidad te\'orica de car\'acter negativo, pero a la cual no se le identifica en un lugar f\'isico, sino dentro de un constructo abstracto (bandas de energ\'ia). As\'i, las part\'iculas referidas parecen jugar s\'olo un papel heur\'istico en tanto que la introducci\'on de la estructura conlleva el peso ontol\'ogico. Como segunda vertiente de an\'alisis, el concepto filos\'ofico de ``emergencia'' se utiliza para referirse a procesos donde surgen nuevos patrones por la interacci\'on de elementos m\'as simples que por s\'i mismos no los presentan y por lo tanto atiende a una irreductibilidad ya sea epist\'emica u ontol\'ogica. Esto tiene mucha relevancia en la visi\'on de la naturaleza como formada por capas. Desde el punto de vista epistemol\'ogico, a cada nivel organizativo le corresponder\'ia una ciencia especial. De esta manera, ``el mundo est\'a dividido en estratos discretos, con la f\'isica fundamental como nivel base, seguida de la qu\'imica, la biolog\'ia y la psicolog\'ia (y probablemente la sociolog\'ia)'' [37]. Sin embargo, nuestro caso de estudio devela ya, dentro de la misma f\'isica como la ciencia m\'as b\'asica, esta distinci\'on, en el sentido de que por un lado tenemos las entidades fundamentales o part\'iculas elementales y por el otro tenemos otras entidades fundamentales pero que solo aparecen en el sustrato macrosc\'opico de una sustancia material constituida por muchos \'atomos. Nuestro an\'alisis del par electr\'on-hueco nos ense\~na que desde la m\'as elemental f\'isica es necesaria la aceptaci\'on de entidades y propiedades emergentes y la pregunta que nos queda es si dicha emergencia se restringe al plano epistemol\'ogico o trasciende a un nivel ontol\'ogico. No tenemos los elementos para aventurar una respuesta contundente, pero s\'i podemos dejar algunas reflexiones al respecto usando nuestro caso de estudio. Los elementos de la dupla electr\'on-hueco al interior de un material parecen adquirir propiedades diferenciadas, por ejemplo, sus masas efectivas que comportan nueva potencialidad causal que se refleja en nuevas leyes asociadas al sistema complejo. ?`Pero es esto real o solo una apariencia? El mismo Shockley, uno de los inventores del transistor cuyo comportamiento se explica en funci\'on del comportamiento de electrones y huecos, nos advierte sobre el peligro de considerar la existencia de los huecos de manera demasiado literal. Vale la pena extraer de las explicaciones pr\'acticas de Shockley algunas consecuencias relacionadas con el par electr\'on-hueco. La masa efectiva del electr\'on difiere de la masa del electr\'on libre en el sentido de que en esa propiedad (masa) se refleja el efecto del potencial peri\'odico al que est\'a expuesto y que hace que bajo la influencia de alguna fuerza externa el electr\'on tenga una aceleraci\'on diferente a la que tendr\'ia en el espacio libre, lo cual resulta de las leyes de la mec\'anica ondulatoria [38]. El hueco, por su parte, act\'ua como un electr\'on, pero con su propia masa efectiva y con una carga positiva, pero nos se\~nala que esto es ``simplemente una manera conveniente de describir el comportamiento de una ($\ldots $) colecci\'on de electrones''. Para ciertos fines, se puede considerar como si fuera una part\'icula real, pero otras consideraciones no nos permiten llevar esa idea demasiado lejos. Por ejemplo, \begin{itemize} \item[]``agregar un hueco a una muestra [de material] no aumentar\'a su masa y su peso [en una cantidad equivalente a] la masa efectiva del hueco, [pues] agregar un hueco es en realidad remover un electr\'on y la masa de la muestra decrecer\'a [en una cantidad equivalente] a la verdadera masa (no la masa efectiva) del electr\'on'' \end{itemize} y por otro lado \begin{itemize} \item[]``el momento lineal de una corriente de huecos ($\ldots$) estar\'a en direcci\'on opuesta a la del movimiento de los huecos ya que el momento realmente corresponde al movimiento del conjunto de electrones y este movimiento se encuentra en direcci\'on opuesta a la del movimiento de los huecos'' [39]. \end{itemize} Poniendo todo esto en perspectiva con nuestra exposici\'on sobre el tipo de realismo estructural que convendr\'ia acoger en casos como \'estos, nos parece que resulta apropiado expresar que entidades como los huecos atienden a pura estructura y se explican en t\'erminos de emergencia de propiedades, pero cuyo comportamiento se puede verificar experimentalmente, es decir, revelan un contenido emp\'irico. As\'i pues, aunque las razones de dichos comportamientos son m\'as complejas, se pueden tratar dichas estructuras como reales con la confianza que un ingeniero o tecn\'ologo requiere para transformar la realidad, lo cual nos da pie a la \'ultima reflexi\'on. Nuestra \'ultima consideraci\'on o v\'ia de an\'alisis tiene que ver precisamente con esa posibilidad de manipulaci\'on, lo que nos lleva a pensar en la posibilidad de defender un realismo orientado por la experimentaci\'on, es decir, basado en la posibilidad de operar experimentalmente las entidades postuladas por las teor\'ias. Hacking, por ejemplo, como uno de los representantes de un realismo de entidades y a quien ya nos hemos referido, confiere mayor significancia cognitiva a la experimentaci\'on cient\'ifica que a la teorizaci\'on. Su adscripci\'on al realismo la manifest\'o con aquella famosa expresi\'on donde hac\'ia alusi\'on a la manipulaci\'on que aparentemente se puede hacer de electrones y positrones en el laboratorio: ``\textit{Hasta donde a mi concierne, si se puede rociar algo con ellos, entonces son reales}'' [40]. Sin embargo, no han faltado cr\'iticas a esta posici\'on. Elsamahi despliega 4 problemas que presentan el argumento experimental y el criterio de manipulaci\'on que deriva de \'el, de los cu\'ales se desprende que la supuesta ``manipulaci\'on'' solo puede entenderse metaf\'oricamente [41]. Gelfert lo destaca as\'i tambi\'en calificando al realismo de entidades de Hacking como incoherente [42]. Arabatzis por su parte, explica c\'omo para un antirrealista no es solo que la posibilidad de manipulaci\'on no sea justificaci\'on para creer en las entidades te\'oricos, sino que incluso habr\'ia que interpretarlo al rev\'es: ``es la creencia en la existencia de electrones, previa al acto de manipulaci\'on, la que nos permite interpretar dicho acto como una manipulaci\'on de electrones'' [43]. Estas cr\'iticas deber\'ian de tomarse todav\'ia m\'as en serio en el caso de entidades descritas como ausencias como sucede con los huecos. Sin embargo, la fuerza del argumento experimental es seductora y no podemos simplemente soslayarla. De hecho, en terminolog\'ia empleada sobre todo en el \'ambito ingenieril, se enfatiza el car\'acter causal de los huecos, al expresar por ejemplo que se pueden crear por adici\'on de impurezas y alterar as\'i la conductividad de una muestra semiconductora, o que se pueden inyectar a trav\'es de una junta [44], o refiri\'endose a su fuerza tecnol\'ogica, como lo expresa uno de los inventores del dispositivo que sustituir\'ia a la v\'alvula termoi\'onica: ``el anuncio del transistor en 1948 le ha dado a los huecos y a los electrones nueva significancia tecnol\'ogica''~[45]. Y esto nos remite por supuesto a considerar tambi\'en la forma en que estos nuevos conocimientos fueron confrontados por la industria el\'ectrica y electr\'onica que empezaba a mostrar sus potencialidades, en torno a la cual debemos tomar en cuenta el comportamiento de otra comunidad diferente a la de los cient\'ificos; nos referimos por supuesto a los ingenieros. Para acercarse a este aspecto de la historia del electr\'on, Graeme Gooday rastrea las publicaciones de una revista brit\'anica llamada ``The Electrician'' que se enfocaba en las relaciones entre la tecnolog\'ia y la ciencia el\'ectrica. Gooday propone que los trabajos de Thomson que indagaban la relaci\'on m/e realmente no fueron significativos para los ``scientists-engineers'', como \'el los llama, y que por lo tanto las investigaciones de Thomson no fueron realmente importantes en los incipientes desarrollos de la electr\'onica, sobre todo en lo que se refiere a la v\'alvula electr\'onica y el osciloscopio de rayos cat\'odicos, los cuales habr\'ian tenido un desarrollo de manera relativamente independiente de la teor\'ia~[46]. Ya hac\'iamos referencia anteriormente a una posici\'on filos\'ofica que considera que los electrones en alg\'un sentido se hacen m\'as ``reales'' en la medida que sea posible aislarlos, medirlos, manipularlos. Extendiendo esta idea podemos tambi\'en decir que el electr\'on adquiere mayor realidad gracias a su servicio a la industria operando en dispositivos pensados para uso comercial. Esta es la idea defendida por Hoddeson y Riordan quienes nos dicen que el electr\'on se ``cosific\'o'', o que, en otras palabras, gan\'o ``realidad operacional'' trabajando en dispositivos electr\'onicos como por ejemplo el amplificador a base de bulbos (tubos al vac\'io) [47]. De hecho, el t\'ermino ``electr\'onica'' surgi\'o hasta la d\'ecada de los 20's, es decir, m\'as de 20 a\~nos despu\'es de los trabajos de J.J. Thomson, y con el cu\'al se describ\'ia un desarrollo tecnol\'ogico en el cual ya era necesario aceptar la existencia de aquellas part\'iculas (electrones) para el desarrollo de circuitos, dispositivos y sistemas. Pero si resulta dif\'icil comprender c\'omo el electr\'on alcanz\'o su status de entidad con realidad operacional, m\'as a\'un lo es el caso de esa aparente ausencia de un electr\'on, que identificamos como un ``hueco''. ?`Es posible pensar en la ausencia de ``algo'' como real? Todo indica que s\'i. El hueco y los pasos a trav\'es de los cuales adquiere realidad operativa est\'an intr\'insecamente asociados al invento del transistor, que se posicion\'o como dispositivo fundamental en el origen de la ``sociedad de la informaci\'on''. Hoddeson y Riordan nos relatan en su art\'iculo que durante la Segunda Guerra Mundial se intensific\'o la investigaci\'on relacionada con el desarrollo de dispositivos de estado s\'olido y explican c\'omo se cre\'o una red de instituciones en los Estados Unidos que alcanz\'o un cl\'imax de comunicaci\'on y cooperaci\'on, que se atenuar\'ian al finalizar la guerra, dando lugar a un proceso de fuerte competencia. La red inclu\'ia, entre otras instituciones, a los laboratorios Bell, a los laboratorios de radiaci\'on del MIT y a General Electric. Mervin J. Kelly de Bell Labs estaba consciente de esto y trabaj\'o arduamente durante 1945 para conservar el liderato en la investigaci\'on fundamental sobre f\'isica del estado s\'olido. Esa preocupaci\'on por la investigaci\'on b\'asica iba muy de la mano con la percepci\'on de Vannevar Bush en su reporte al presidente de los Estados Unidos sobre el valor de la ciencia [48]. As\'i fue como qued\'o pavimentado el camino para que Bardeen, Brattain y Shockley consiguieran la fabricaci\'on del transistor en 1947; aquel deseado dispositivo de estado s\'olido, cuya operaci\'on depende de electrones y huecos, con capacidad de amplificaci\'on de se\~nales que sustituyera al voluminoso tubo al vac\'io. De esa manera fue como el ``hueco'' finalmente adquiri\'o realidad operacional, al ser la entidad que permiti\'o el funcionamiento de dicho artefacto. El hueco pareciera ser una ilusi\'on, pero al final le otorga realidad a toda una industria. \section{Conclusiones} %5. \noindent Hemos propuesto que en filosof\'ia de la ciencia dif\'icilmente se pueden defender tesis realistas o antirrealistas de manera general, que las perspectivas son muy dependientes no solo de la disciplina, sino del fen\'omeno en cuesti\'on, y que, en definitiva, encontramos mayor riqueza en el an\'alisis de casos que integren una perspectiva hist\'orica. Nos propusimos contribuir con un caso de estudio relacionado con las teor\'ias de conducci\'on el\'ectrica en materiales s\'olidos y las diferentes propuestas, a manera de entidades no observables, de part\'iculas portadoras de carga el\'ectrica causantes del fen\'omeno. Particularmente en el caso de semiconductores, el par de entidades electr\'on-hueco, donde una es una especie de negaci\'on de la otra, es de relevancia mayor. A trav\'es de elementos hist\'oricos y filos\'oficos encontramos qu\'e es lo que podemos aprender sobre realismo, antirrealismo y conceptos relacionados como causalidad, emergencia y acci\'on a trav\'es de nuestro caso de estudio. El an\'alisis del par electr\'on-hueco no se presta de entrada a la defensa de una visi\'on realista, sobre todo por el car\'acter de ausencia del hueco. Sin embargo, se puede admitir un realismo moderado, basado en un realismo estructural aderezado de conceptos surgidos de las teor\'ias sobre emergencia y de la acci\'on tecnol\'ogica, permiti\'endonos sopesar as\'i diferentes perspectivas. \end{multicols} \medline \begin{multicols}{2} \begin{thebibliography}{99} %\bibitem{c1} %1 \bibitem{c1} Como referencia b\'asica de divulgaci\'on y defensa del realismo cient\'ifico se puede consultar S. Psillos, \textit{Scientific Realism: How science tracks truth} (London and New York, Routledge, 1999) y J. 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Hacking, Representar e intervenir (M\'exico, Paid\'os, 1996). %5 \bibitem{c1} El iniciador de esta corriente es John Worrall quien encuentra los or\'igenes de esta posici\'on filos\'ofica en Henry Poincar\'e. V\'ease: J. Worrall, \textit{Dialectica} \textbf{43} (1989) 99-124. Para una exposici\'on m\'as amplia que incluye una historia del realismo estructural, v\'ease: S. French, The Structure of the World: Metaphysics and Representation (Oxford, Oxford University Press, 2017). Tambi\'en es recommendable ver E. Landry y D. Rickles, Structural Realism: Structure, Object and Causality (London y New York, Springer, 2012). En este \'ultimo libro, se abre adem\'as el abanico de denominaciones dentro del realismo estructural, entre ellas el realismo estructural \'ontico y el realismo estructural epist\'emico. %6 \bibitem{c1} Este tema lo hemos tratado en otro lugar, sin embargo, consideramos pertinente presentar algunos elementos de dicha historia en esta secci\'on, pero agregando consideraciones nuevas, como referencia fundamental para lo que sigue. V\'ease R. Guzm\'an, \textit{Revista Colombiana de Filosof\'ia de la Ciencia} VI, 12-13 (2005), pp. 143-154. %7 \bibitem{c1} J.J. Thomson, \textit{Cathode Rays, Philosophical Magazine} \textbf{44} (1897) 293-316. %8 \bibitem{c1} G. Smith, \textit{J.J. Thomson and the Electron} 1897-1899, en Jed Z. Buchwald (ed.), \textit{Histories of the Electron} (Cambridge, The MIT Press, 2001), pp. 21-76. %9 \bibitem{c1} Theodore Arabatzis defiende la idea de que Zeeman tambi\'en debe ser considerado como descubridor del electr\'on. V\'ease: T. Arabatizis, \textit{The Zeeman Effect and the Discovery of the Electron}, en Jed Z. Buchwald (ed.), Histories of the Electron (Cambridge, The MIT Press, 2001), pp. 171-194. %10 \bibitem{c1} V\'ease I. Hacking (1996), op. cit., especialmente el cap\'itulo 16 que habla sobre la experimentaci\'on y el realismo cient\'ifico. %11 \bibitem{c1} P. Achinstein, Who Really Discovered the Electron?, en Jed Z. Buchwald (ed.), \textit{Histories of the Electron} (Cambridge, The MIT Press, 2001) pp. 403-424. Para una ampliaci\'on sobre el concepto y los diversos usos de la palabra descubrimiento en ciencia, desde una perspectiva filos\'ofica, se recomienda ver: J. Schickore, \textit{Scientific Discovery}, en Edward N. Zalta (ed.), The Stanford Encyclopedia of Philosophy (2014), \underline{URL = $<$ https://plato.sta} \underline{nford.edu/archives/spr2014/entries/scientific-discovery/$>$}. %12 \bibitem{c1} Algunas de las m\'as mencionadas son la teor\'ia del flogisto, la del cal\'orico y la del \'eter. %13 \bibitem{c1} T. Arabatzis, \textit{Representing Electrons: A Biographical Approach to Theoretical Entities} (Chicago and London, The University of Chicago Press, 2006). %14 \bibitem{c1} M. Massimi, \textit{Metascience} \textbf{16} (2007) 87-91. %15 \bibitem{c1} J. Worral (1989), op. cit. %16 \bibitem{c1} J. Ladyman (2014), op. cit., p. 7. %17 \bibitem{c1} J. Bain y J. D. Norton, \textit{What Should Philosophers of Science Learn from the History of the Electron}, en Jed Z. Buchwald (ed.), Histories of the Electron (Cambridge, The MIT Press, 2001), p. 453. %18 \bibitem{c1} Vale la pena anotar que estrictamente hablando la f\'isica del estado s\'olido ser\'ia una sub-disciplina de la f\'isica de la materia condensada, siendo esta \'ultima la encargada de estudiar las propiedades f\'isicas macrosc\'opicas de la materia en general y la primera m\'as espec\'ificamente de la materia r\'igida o semi-r\'igida. La f\'isica de semiconductores, a su vez, es una sub-disciplina de la f\'isica del estado s\'olido. %19 \bibitem{c1} V\'ease por ejemplo E. Prati, \textit{Journal of Physics: Conference Series, IOP Publishing} \textbf{306} (2011) 12012-12017. %20 \bibitem{c1} No desplegaremos aqu\'i dicho debate por falta de espacio. Sin embargo, a manera de referencia diremos que tiene sus inicios con Anderson (1972) y que para una discusi\'on m\'as reciente se pueden encontrar interesantes referencias; en particular Martin (2015) presenta la controversia por medio de 3 episodios hist\'oricos, uno de ellos siendo el mismo caso Anderson, y Morrison (2015) nos ofrece una discusi\'on sobre las dimensiones epistemol\'ogicas y ontol\'ogicas que surgen en dicho debate. Las referencias son: P. Anderson, \textit{More is different: Broken symmetry and the nature of the hierarchical structure of science Science} \textbf{177} (1972) 393-396; J. Martin, \textit{Fundamental Disputations: The Philosophical Debates that Governed American Physics} 1939-1993, \textit{Historical Studies in the Natural Sciences} \textbf{45} (2015) 703-757; M. Morrison, Why is More Different, en Brigitte Falkenburg y Margaret Morrison (eds.), Why More is Different: \textit{Philosophical Issues in Condensed Matter Physics and Complex Systems} (Berlin, Springer Verlag, 2015) pp. 91-114. %21 \bibitem{c1} E. Hall, \textit{American Journal of Mathematics} \textbf{2} (1879) 287-292. %22 \bibitem{c1} En ese momento hist\'orico se hablaba de corriente galv\'anica que pod\'ia producirse con una pila voltaica. %23 \bibitem{c1} V\'eanse: E. Riecke, \textit{Annalen der Physik} \textbf{302} (1898) 353-389; P. Drude, \textit{Annalen der Physik} \textbf{306} (1900) 566-613; H. Lorentz, The motion of electrons in metallic bodies, KNAW, \textit{Proceedings} \textbf{7} (1905) 438-453. %24 \bibitem{c1} M. Eckert y H. Schubert, \textit{Del gabinete del sabio a la investigaci\'on industrial} (Madrid, Alianza Editorial, 1991), p. 126. %25 \bibitem{c1} L. Lukasiak y A. 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