Presentación
El concepto de realidad constituye uno de los temas más tratados en
diversos entornos científicos, filosóficos y teológicos, por lo cual
resulta siempre de interés para un amplio sector del público
no entendido en la materia.
En este opúsculo mostramos una compilación de artículos sobre diversos temas de ciencia, filosofía y
literatura
relacionados con el concepto de realidad en forma accesible
tanto al entendimiento común como al especializado, en forma
que hemos pretendido sea a la vez un aporte al enriquecimiento
de la mente y del espíritu. Se han escogido temas que sean de
actualidad y de referencia común en los medios de
divulgación, a la vez que se reflexiona sobre asuntos de permanente
interés a lo largo de la Historia de la humanidad. Gran parte
de los artículos han sido publicados en distintos medios de
varias partes del mundo, Los aquí mostrados constituyen una
selección de entre los mas comentados.
Para el lector interesado en ampliar sus conocimientos, hemos
añadido una bibliografía en los artículos que lo requieran.
Hipótesis y realidad
Con el establecimiento en el siglo XVII de la Mecánica de
Newton, que englobaba en un todo armónico una teoría que
pretendía abarcar la explicación de la realidad, se suponía haber
llegado a comprender la naturaleza y sus leyes. Inspirado en este
triunfo de la ciencia el poeta inglés Alexander
Pope, expresó:
“La naturaleza y sus leyes yacían en las tinieblas./Dios
dijo: ¡Hágase Newton!, y la luz se hizo”.
Algunas leyes, de cierto modo, ya las habían encontrado algunos
antecesores del sabio inglés tales como Kepler y Galileo a los
cuales hizo justo reconocimiento al decir: “Si vi más lejos que los
demás fue porque pude subir sobre hombros de gigantes”.
A los hallazgos de Kepler y Galileo, Isaac Newton les imprimió
mayor rigor y, basado en ese rigor, logró lo que se conoce en la
Historia
como la primera gran síntesis de las leyes de la física. En
las tres leyes de la dinámica y en la célebre ley de la
Gravitación Universal se basa toda la Física Clásica, la cual
constituyó el fundamento de prácticamente toda la física hasta
comienzos del siglo XX, y aún hoy es fundamento de la mecánica de
los objetos del macromundo no animados con velocidades cercanas a la
de la luz.
El método de razonamiento intrínseco en la Mecánica de Newton fue
tomado por la ciencia, en general, y por la filosofía constituyendo el
llamado Paradigma Newtoniano. El que ese paradigma fuera
sustituido a principios del siglo pasado por lo que pudiéramos
llamar Paradigma Cuántico-Relativista, para el micromundo y
las altas
velocidades, en nada rebaja la gloria
de Newton, cuya teoría -como ya he señalado- es la que se utiliza
para lo de gran tamaño y lo no muy veloz, vale decir para lo
cotidiano. Cuando una teoría como la de Newton no puede
explicar algunos fenómenos, es cuando la comunidad científica
se da cuenta de que las teorías -como ya he explicado en
otras ocasiones-, no reflejan completamente la realidad y solo constituyen una hipótesis de trabajo, un modelo para el
estudio de la realidad como la maqueta que construye un urbanista
para planificar una ciudad. Algunas veces esa hipótesis, esa maqueta, es de imponderable genialidad como
en el caso de la
Mecánica de Newton.
En Filosofía de la Ciencia, a ese método de estudiar la realidad
mediante hipótesis o maquetas (como me he permitido
llamarlas), se le llama instrumentalismo, y constituye dentro del
positivismo, una variante del pragmatismo de Dewey y el
convencionalismo de Henri Poincare.
Cuando en la Edad Media, Nicolás Copérnico enfrentó a la Iglesia
aduciendo que la Tierra giraba alrededor del Sol, esa Institución al
principio no condenó al sabio polaco porque consideraba que la
teoría de éste no era una descripción de la realidad sino solo una
hipótesis que facilitaba los cálculos. Aunque no existía el
concepto, la Iglesia consideró a Copérnico como instrumentalista.
Cuando él insistió en que la Tierra se movía fue refutado, y
se persiguió sus seguidores. Así sufrieron persecución Galileo,
Giordano Bruno y otros que no admitieron ser instrumentalistas y se
empecinaron en afirmar que describían la realidad tal como era.
Galileo fue obligado a retractarse, pero lo cierto es que la tesis
copernicana es solo una hipótesis instrumentalista, pues moverse o no moverse depende del punto de referencia. Sin embargo, los que
murieron en la hoguera dieron una lección de entereza al defender
aquello en lo que se
cree es la verdad.
Hawking, Penrose y la realidad
En sus escritos el célebre fisicomatemático inglés, Stephen Hawking,
emplea frecuentemente la expresión: “conocer la mente de Dios” en un
sentido definitorio de su posición filosófica ante el quehacer
científico. Sobre todo la parte final de la frase, “mente de Dios”
aparece en casi todo lo que se escribe o se dice sobre Hawking, y
hasta en los textos en español, vemos esas palabras tal como
las expresa en su idioma el científico: “mind of God”.
Hawking utiliza la expresión en el contexto de su, tantas
veces sostenido, criterio de que con las teorías científicas solo
tenemos un instrumento, una hipótesis de trabajo para la
continuación de las investigaciones, pero no el conocimiento
de la llamada realidad, el cual solo podríamos lograr si
pudiéramos “conocer la mente de Dios”. Esa tesis Hawking la
toma del positivismo al que, en una forma u otra de sus
variantes, adhiere el ocupante de la cátedra que en sus inicios fuera
de Newton.
Basándose en la tesis positivista de la falsación, de Karl Popper, en
algunos tratados sobre metodología de la investigación
científica se suele presentar como ilustración del
surgimiento y final de su vigencia, una historieta en
la cual se narran las peripecias de un investigador eventual e
ingenuo: el protagonista, por alguna circunstancia que no interesa,
se
encuentra en un descampado y necesita encender una fogata. En su
valija lleva una caja de fósforos, varias piezas de hierro,
unas de forma irregular y otras en forma de barras
cilíndricas, así como también unas piezas irregulares
de madera y otras en forma cilíndrica. Sin seguir método alguno trata de prender fuego con varias piezas irregulares de hierro,
al no poder hacerlo
prueba con varias piezas cilíndricas de madera y, en su ingenuidad,
infiere que lo que arde debe tener forma cilíndrica. Su teoría
“cilíndrica” mantiene vigencia mientras sigue utilizando
cilindros de madera. Cuando ensaya con
un cilindro de hierro su hipótesis se viene abajo. Aparece entonces
en escena un profesor, y el protagonista tiene oportunidad de
consultar la mente de la sabiduría humana que no la mente del
Creador, y así salir de su error.
Los verdaderos científicos, para saber la realidad de su objeto de
investigación y, en general, de la realidad en sí misma, en el decir
de Hawking, solo podrían lograr
su objetivo si fuera factible “conocer la mente de Dios”.
Como esto no es posible, Hawking llega a expresar, ateniéndose al
más radical positivismo al referirse a la realidad: “yo no sé
lo que es eso”. A los que, como su colega Roger Penrose, no
sustentan ese criterio, Hawking los llama platonistas. Habrá
que ver lo que piensa Penrose, de la realidad, de Platón y de la
“mente de Dios”.
La realidad
En un interesante libro cuyo título, traducido al español sería La
naturaleza del Espacio y el Tiempo, recientemente publicado en
Estados Unidos, se reproduce una amistosa polémica, sostenida al más
alto nivel científico, entre Stephen Hawking y Roger Penrose
sobre le evolución del universo a partir de su hasta ahora aceptado
inicio en el big bang. En un momento dado, Hawking, refiriéndose a
algo expresado por Penrose, dice: “Él piensa que eso no corresponde
a la realidad. Pero eso no tiene significado para mí. Yo no demando
que la teoría corresponda a la realidad porque yo no sé qué cosa es
eso. La realidad no es una cualidad que se pueda comprobar. Todo a
lo que a mí me concierne es que la teoría pueda predecir los
resultados de las medidas”.
Con esto, Hawking deja constancia una vez más de su punto de vista sobre el concepto de
realidad.
Sin pretender realizar un análisis con las pautas que seguiría un
filósofo, sino tratando de que sea a la manera que lo hacen los
profesores de física, debemos recordar que el citado científico
inglés y los que en forma parecida piensan como él, estiman que las
teorías no tienen que reflejar la realidad pues solo pueden
pretender ser hipótesis de trabajo que sean útiles y eficaces para
continuar las investigaciones.
Siguiendo con este criterio, una teoría es tomada en cuenta y
provisionalmente aceptada por la comunidad científica, mientras no
presente contradicciones lógicas internas y no presente hechos
que no pueda explicar. Cuando se den esas situaciones de
contradicción o incompetencia, la teoría tendrá que ser revisada
para su reforma o definitivo rechazo. La Historia nos presenta
múltiples ejemplos de lo expuesto. A partir de su Teoría General de la Relatividad, Einstein llegó a la
conclusión de que el universo era estático, sin embargo, un tiempo
mas tarde el astrónomo norteamericano Hubble observó que se
encontraba en expansión. ¿Cuál era
la realidad?, ¿la que propuso Einstein o la que observó Hubble? Podría decirse que la de Hubble porque
lo observó,
pero hoy se discute, ante nuevos hallazgos, si
el universo continuará su expansión o si por el contrario
quizás avance hacia una gran contracción a la que ya sin saber si sí
o no se le ha puesto el nombre de big crunch.
De las
dos suposiciones se tomará la que mejor cumpla las condiciones antes
citadas, para seguir adelante en las indagaciones.
En tiempos más lejanos, Newton hablaba de la fuerza gravitatoria como
una acción a distancia y por unos doscientos años tal cosa fue
tomada como la realidad. Pero Einstein señaló luego que la acción de
la gravedad se debía a que el espacio, o mejor el espacio-tiempo, era
como una lámina de goma estirada que los cuerpos deformaban y así
forzaban a otros cuerpos a acercarse. Así se tuvo otra visión de la
realidad. Pero por fin, ¿cuál es la realidad? ¿La de Newton, la de
Einstein, la de Hubble? ¿Sí o no big crunch? No lo sabemos y tal
como piensa Hawking, no necesitamos (aunque íntimamente lo
anhelamos) saberlo para que los científicos sigan
perfeccionando sus teorías con el fin
de que cada vez sean más aceptables y útiles a investigaciones que coadyuven al mejoramiento humano tanto material como espiritual.
Los paradigmas de la ciencia
La palabra paradigma existe en el idioma español y, aunque utilizado
frecuentemente en el llamado lenguaje culto, no ocurre así en el
lenguaje coloquial corriente. Aparece, claro está, en los
diccionarios de la lengua castellana con el significado que
comúnmente se utiliza.
Sin embargo, en los tratados de ciencia y sobre todo en los de
cienciología y filosofía de la ciencia, se entiende por
paradigma algo distinto y muy específico y es a este significado al
que nos referiremos en el presente comentario.
El término paradigma con el significado que nos ocupa lo introdujo
el historiador de la ciencia norteamericano Thomas Kuhn, en su
libro La estructura de las revoluciones científicas, a mediados del
pasado siglo XX. En efecto paradigma,
según Kuhn, es
el conjunto de conceptos, creencias, y tesis que acepta la comunidad
científica, en una etapa dada de la Historia, y basado en él
desarrolla la totalidad de su actividad investigativa y marca una
ruptura con lo aceptado hasta ese momento.
Esta ruptura
con lo anterior, con el paradigma anterior, es uno de los
elementos que definen una revolución científica. Así, tenemos
que en el siglo XVII primaba el paradigma de la Mecánica
Clásica Newtoniana, que se basaba en un concepto
fundamental: la Atracción Gravitatoria. Imperó incólume durante
dos siglos, no significando que reflejara la realidad, ya que
como hemos expuesto las teorías solo son
hipótesis que mientras no presenten contradicción interna o no
puedan explicar un hecho, son aceptadas como instrumento para
las investigaciones tal como lo propone el positivismo y sus
variantes. El paradigma newtoniano, caracterizado por
el determinismo, cedió el paso a principios del siglo XX al
paradigma cuántico y su indeterminismo en la predicción de los
fenómenos microscópicos, como los atómicos.
No obstante, el aporte de Thomas Kunh y su concepto de paradigma, a
juicio de la comunidad científica o de una gran parte de ésta con la
que coincidimos, el cienciólogo norteamericano exagera al
proclamar que con la aparición de un nuevo paradigma, el
anterior queda desechado por completo. Esto no es así. Si en las
ecuaciones de la Mecánica Cuántica los
valores que toman algunas variables resultan significativamente
grandes como para que la constante de Planck resulte
despreciable, muchas de esas ecuaciones tomarán formas
aplicables a problemas que pueden ser resueltos con los
procedimientos del paradigma newtoniano. Se tiene así
que el antiguo paradigma pasa a ser un caso particular del nuevo.
De esta manera, para los problemas que no son del mundo microscópico,
o sea para la práctica habitual, cotidiana, la física de
Newton es la que se utiliza; sería absurdo que un ingeniero
para diseñar una maquinaria corriente tuviera que apelar a las
intricadas fórmulas de la Mecánica Cuántica por el solo hecho
de ser éste el nuevo paradigma. El hecho de la no
desestimación de lo fundamental establecido en un paradigma al
aparecer uno nuevo en el cual se generalizan sus bases, lo vemos también en la
Historia de las matemáticas, ciencia peculiar
que difiere de las ciencias naturales por su idealización de
conceptos. Así
tenemos que al ampliarse el concepto de número con la aparición
de los números negativos, las leyes formales de las
operaciones permanecieron como estableció Hankel. La ley
conmutativa de la suma, por ejemplo, se mantuvo con los números
negativos, las expresiones como a-b= -b+a, permanecieron
válidas, lo cual se hace más evidente si la
igualdad la escribimos a+(-b)=(-b)+a.
En nuestros días se acepta que ha aparecido un nuevo paradigma: el
de la Teoría de la Complejidad con sus ramificaciones de la
Teoría del Caos y de los Fractales y la Termodinámica del No
Equilibrio.
Se tienen como nuevos paradigmas a la Mecánica Cuántica y la
Teoría
de la Complejidad, sin embargo, no se habla del Paradigma de la Relatividad,
lo cual tiene su justificación.
Tanto la Mecánica Cuántica como la Teoría de la Complejidad,
modificaron sustancialmente el concepto de certeza científica
como sinónimo de ajuste a la realidad. El
mismo concepto de realidad comenzó a someterse a un más profundo escrutinio lingüístico y sobre todo filosófico. La indeterminación
cuántica introducida por Heisenberg, y la incertidumbre de la
complejidad advertida por Lorenz y Prigogine, avivó la disquisición
filosófica sobre lo que se
entiende por realidad y sobre si existe o no. La filosofía
positivista y sus vertientes el instrumentalismo, el
pragmatismo y el convencionalismo, sostienen o bien la no
existencia de la realidad o bien la imposibilidad de su
conocimiento. Los adherentes a esta forma de pensar, consideran que
las teorías científicas solo constituyen hipótesis de trabajo
que se utilizan como herramientas para la investigación
mientras no presenten
contradicciones o se muestren inoperantes. Puede decirse que ambos
paradigmas cambiaron el pensamiento científico haciéndolo más
cauteloso y, también, ¿por qué no?, menos arrogante.
No ocurrió en esa forma con las Teorías de la Relatividad. Einstein
no introdujo un nuevo modo de razonar. Lo que hizo fue revelar
nuevas propiedades del espacio y del tiempo hasta ese momento
ocultas y mostrarlas mediante la misma manera de razonar, la
misma matemática ya utilizada por la comunidad científica, No
introdujo un nuevo paradigma en el sentido que a este término
le asigna Kuhn. No todo advenimiento de nuevo paradigma
puede calificarse de revolución
científica. Revolución científica fue la que se produjo en la
humanidad al advertir Nicolás Copérnico que la Tierra no era
el centro de lo que entonces se consideraba el
Universo como afirmaba Ptolomeo. El sistema ptolomeico no
quedó como caso particular del copernicano. No solo se abolió un
paradigma, el hombre tomó conciencia de que no era el
centro, de que su existencia perdía gran parte de la importancia que el
antropocentrismo derivado del geocentrismo le concedía.
Podemos pues decir que la ciencia de nuestros días se desarrolla
signada por los paradigmas que entraron a la Historia llevados
por las manos de Copérnico, Newton, Heisenberg, Lorenz y
Prigogine.
Las teorías de la relatividad
Las Teorías de la Relatividad, y su autor Albert Einstein, son
conocidas al menos por sus nombres por gran parte del
mundo civilizado. Tanto por especialistas como por el público
en general. Se da el caso de que hasta los no entendidos, algo saben de qué tratan, sobre todo una de ellas: la
Teoría Especial de la
Relatividad (TER). Trataremos de presentar los aspectos más
asequibles de la TER y de la Teoría General de la Relatividad
(TGR). La TER formulada por Einstein, en 1905, se basa en dos
postulados, primero: las leyes de la física se cumplen en un
sistema de igual forma ya sea que el sistema esté en reposo o
se encuentre moviéndose a uan velocidad constante.
Segundo: la velocidad de la luz es una constante que no depende del estado de movimiento de quien la mida.
El primero se refiere a que por los experimentos físicos que
realicemos dentro de un vagón de ferrocarril herméticamente
cerrado, no podremos saber si nos encontramos en reposo o
moviéndonos a velocidad constante. El segundo es mas difícil de
asimilar. Sabido es que la velocidad de un vehículo con
relación a un motociclista que lo persigue será igual a la
diferencia de ambas velocidades. Si el vehículo mantiene la
velocidad y la
moto la aumenta, la velocidad del vehículo respecto a la moto irá disminuyendo, y si la moto llega a aparearse al vehículo, la
mencionada velocidad relativa será cero. En el caso que lo
perseguido sea una señal luminosa la velocidad relativa de la
señal, respecto al perseguidor, será siempre la misma según afirma
el segundo postulado.
Una consecuencia de los postulados de la TER es que si una varilla
rígida tiene una velocidad l en reposo, al moverse a una
velocidad v en la dirección de la longitud de la varilla, ésta
se contraerá adquiriendo una nueva longitud: l´=l(1-v2/c2)1/2
donde c es la velocidad de la luz. Un simple cálculo nos muestra por
la fórmula anterior que ninguna velocidad puede igualar y
mucho menos superar la de la luz, pues en el primer caso la
longitud l´ se haría cero y en el segundo se haría una cantidad
imaginaria. Otras consecuencias son que el tiempo en un
sistema en movimiento se dilata y que en iguales
circunstancias las masas se contraen. Por un proceso algo más
complicado pero elemental, puede demostrarse la famosa fórmula
E=mc2, que muestra que si se pierde masa, se gana energía. Por
pequeña que sea la pérdida de masa la ganancia en energía es
enorme pues se multiplica por el cuadrado de c que es nada menos que
300.000 Km./seg.. Este es el fundamento de la obtención de energía
atómica.
La TGR resulta algo mas difícil de explicar, pero a grandes rasgos
se refiere a que si estamos en un ascensor detenido
herméticamente cerrado y nos pesamos en una báscula, al ver
que ésta marca más no podremos saber si es que un
cuerpo muy pesado debajo del ascensor nos está atrayendo gravitatoriamente, o si es que el ascensor comenzó a subir
aceleradamente.
Las Teorías de la Relatividad, la Mecánica Cuántica y la
Teoría de
la Complejidad, constituyen paradigmas de la ciencia del siglo XXI.
Bibliografía
Albert
Einstein, A.1984.The Meaning of Relativity. MJF Books.New
York.
Landau, L. y E. Lifschitz. 1959.Teoría Clásica de los Campos.
Reverté. Barcelona.
(sigue)
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