Certidumbre e incertidumbre
El Premio Nobel belga Ilya Prigogine, publicó en 1996 un artículo
titulado “El fin de las certidumbres” en el cual exponía sus
consideraciones acerca de las nuevas formas de enfocar la ciencia
que comenzaron a surgir a principios del pasado siglo XX con el
establecimiento de los principios de la Mecánica Cuántica
aplicables al micromundo, y que luego esas formas de enfoque se
extendieron al macromundo al salir a la palestra la Teoría del
caos y sus afines. Antes de estos hitos en la historia de la
ciencia las leyes que se manejaban eran deterministas y toda
alusión que, en la explicación de la realidad, se hiciera a lo
fortuito, a lo solamente probable, era rechazada como anticientífica
o poco seria. El principio de incertidumbre y después lo
concerniente al caos, los fractales, etc., luego del escepticismo
inicial motivaron el estudio serio de estas nuevas materias
actualmente enriquecidas con los aportes de Prigogine,
principalmente en temas de la termodinámica de no equilibrio;
términos como azar, fluctuación, desorden, no equilibrio, que se
utilizaban para descalificar un hecho, hoy forman parte
imprescindible del vocabulario científico.
El convencimiento de la existencia inevitable de fenómenos o etapas
de éstos que son impredecibles por su naturaleza y no por
deficiencias técnicas en su estudio, es algo que ha aportado el
estudio sistemático de la Teoría del caos. Llegar a esa
conclusión resulta de innegable utilidad pues en situaciones de
eventos naturales, como por ejemplo el paso de huracanes, permite
obrar en consecuencia conociendo las características azarosas de
éstos. Los nuevos conocimientos que Prigogine esboza en “El fin de
las certidumbres”, muestran que no podemos evitar el caos por lo
cual lo inteligente consiste en aprender a convivir con él. Se
considera que un sistema ha llegado a régimen de caos cuando, a
partir de ciertos valores de los parámetros que lo rigen, las
variables del sistema no presentan periodicidad alguna y muy
pequeñas variaciones en las condiciones iniciales dan lugar a
notables variaciones en los valores que toman las variables del
sistema.
Algo más que muestran los estudios sobre el caos y temas afines, los
cuales conforman una disciplina más general: la Teoría de la
complejidad, es el hecho de que -y esto es muy importante-,
elementos, cosas, objetos que aisladamente no presentan ciertas
propiedades, al conformar colectividades sí presentan esas
propiedades. A estas propiedades se les asigna una denominación que
constituye una categoría de la Teoría de la complejidad:
propiedades emergentes. Un ejemplo de surgimiento de propiedades
emergentes se presenta en el fenómeno de la termorregulación de los
tejidos vivos. La termorregulación no es detectable en una célula
aislada, tal propiedad sólo surge al integrarse a una colectividad
de células,
a un tejido.
Otra temática que conforma la Teoría de la complejidad es la
llamada “Termodinámica de no equilibrio” que se presenta en sistemas
de comportamiento complejo como lo son los gases, los organismos
vivos y otros. Cuando un sistema como los citados, alcanza
espontáneamente el estado de máximo desorden, como ocurre a un gas
sobre el que no se ejerce acción alguna, se dice que su entropía ha
llegado al máximo valor posible en el sistema, constituyendo este
estado el equilibrio termodinámico. Un sistema en este estado no es
capaz de realizar trabajo alguno, es un sistema en estado de muerte
térmica. Es por eso que para que un sistema no esté en ese estado de
“muerte”, es necesario llevarlo al no equilibrio para que sea capaz
de producir trabajo. Por el contrario, cuando se quiere que un
elemento no deseado como el cáncer se desarrolle, “muera”, resulta
útil según el médico colombiano José Félix Patiño, propiciarle
equilibrio
termodinámico.
Los principales trabajos de Prigogine que merecieron el Premio Nobel
fueron en “Termodinámica de no equilibrio”. De propiedades
emergentes, oí hablar con bastante acierto en una clase por
televisión sobre Astronomía. En esta clase, que fue más bien de
Astrofísica, se trató el hecho de que se han detectado una serie de
fenómenos y propiedades antes no observados en cuerpos celestes
aislados que al conformar colectividades como grandes galaxias o
colectividades de galaxias, se ponen de manifiesto, surgen, como
propiedades emergentes. Entre esos hallazgos se cuentan la detección
de huecos negros masivos los cuales se supone que haya uno en cada
galaxia. Para la explicación de la existencia de los huecos negros
masivo no existe, de momento, una explicación definitiva. Lo que sí
es cierto es que tal como se manejan las teorías vigentes, la
explicación no puede completarse. Aquí estamos ante algo sobre lo
que he venido tratando en comentarios como el que titulé
“Hipótesis y realidad”, que reafirma que las teorías que maneja la
comunidad científica sólo son hipótesis de trabajo que se utilizan
para continuar las investigaciones, y se mantienen mientras no
se llegue a algo que no pueden explicar como el caso que ahora
tratamos. Algunas veces basta con realizar algunas modificaciones en
la teoría vigente.
De lo dicho hasta ahora podemos inferir que reconocer el fin de las
certidumbres no constituye, ni mucho menos, un fracaso de la
ciencia, por el contrario es el hallazgo de un valioso conocimiento
que permitirá avanzar con paso firme sabiendo a qué atenerse, sin
fanatismos ni autosuficiencias; debemos tener muy presente que las
teorías científicas no son cosas terminadas sino sistemas de
conocimientos e investigaciones en constante desarrollo y evolución.
Alguien que estudió a fondo el carácter provisional de las teorías,
fue el matemático y filósofo francés Henri
Poicaré, también precursor de la Teoría del Caos, y es
por ello que algunas cátedras de la Complejidad en el mundo llevan
su nombre.
De lo visto en este trabajo, podemos sacar como conclusión que la
dedicación al estudio de la Teoría de la Complejidad, el cual
necesariamente tiene que partir del conocimiento de sus conceptos
fundamentales desde su significado en las ciencias naturales que les
dieron origen, permitirá una base cognoscitiva para extender sus
potencialidades a otras disciplinas tanto científicas como
humanísticas. Para tal empeño, quienes tomen la iniciativa han de
cuidar de no dejarse llevar por el significado que los términos
claves tienen en el lenguaje común pues ello conduciría a errores
insalvables.
Bertrand Russell y la realidad objetiva
El matemático y filósofo inglés Bertrand Russell nació en 1872 y en
su larga vida alcanzó gran renombre en las disciplinas con las
cuales lo he calificado aunque el mayor destaque dentro de la
ciencia lo obtuvo por sus aportes a la lógica matemática.
La lógica matemática constituye una forma de tratar la lógica
clásica mediante procedimientos semejantes a los de la
matemática.
Como la matemática, específicamente como el álgebra, utiliza
símbolos y signos de operaciones que en este caso se denominan
lógicas. Tales procedimientos permiten efectuar deducciones así como
verificar la veracidad o falsedad de proposiciones y juicios. La
elaboración de los contenidos en la forma que propicia su utilidad
actual, particularmente en las ciencias que derivan de la
cibernética, se debe principalmente a la publicación por Bertrand
Russell y Alfred Whitehead en 1910, del libro Principia Matemática.
La obra de Russell y especialmente la desarrollada en la
lógica matemática está relacionada con la teoría de los conjuntos
creada a finales del siglo XIX por el alemán Georg Cantor, teoría que para
su exposición utiliza una simbología y una operatoria muy parecida a
la de la lógica matemática.
El concepto de conjunto en la teoría de Cantor es el mismo que se
utiliza en el lenguaje común, en los conjunto de personas, en los conjunto de
letras en los cuales, por lo general, no importa el orden de sus
elementos.
Un concepto muy importante a la que nos vamos a referir de nuevo más
adelante es al concepto de los conjuntos relacionados. Se dice que
dos conjuntos están relacionados cuando a cada uno de los elementos
de uno de ellos se le puede hacer corresponder un elemento del otro
sin que sobre ni falte ninguno por relacionar La teoría de los
conjuntos sirve de base a la teoría de los números y a la similitud de estas teorías con la lógica matemática
Russell dedicó gran parte de sus investigaciones para
desarrollar una teoría según la cual las matemáticas pueden
fundamentarse exclusivamente en la lógica, teoría que se conoce como
Logicismo. En sus intentos por desarrollar el Logicismo, surgieron
paradojas que, al no poder ser resueltas de manera satisfactoria, entorpecieron
el fluir de los razonamientos de Russell en su empeño logicista.
Ante esas dificultades, el matemático apeló a una cadena de
suposiciones ad hoc o a la introducción de conceptos como el de
clase parecido al de conjunto, y surgieron conceptos como el de
proposiciones atómicas las que, según Russell, eran los componentes
últimos de las proposiciones más generales. Pero las paradojas
seguían sin resolverse como la proposicón del cretense Epiménides:
“Todos los cretenses mienten” que al ser dicha por un cretense,
quedaba desmentida. De esa manera se llegó al Teorema de Kurt Godel
que afirma que no hay un sistema completo de axiomas en el sentido
de que siempre queda algo que no puede explicarse dentro de ese tipo
de sistema de afirmaciones. En esa época trabajó sobre el logicismo,
independientemente de Russell, el lógico y matemático alemán Gottlob
Frege.
Para sus objetivos, Frege introdujo una categoría llamada volumen
del concepto. No trataré de definir esta categoría sino de dar una
idea de lo que era para Frege. El concepto “lados del cuadrado”
tiene el mismo “volumen” que el concepto “estaciones del año”,
“vértices del cuadrado”, etc.. Todos evidentemente, son conjuntos
relacionados con un conjunto de
letras como “a b c d” y claro está define el número 4. Esto que
parece una banalidad, tiene gran importancia en la teoría de los
números pues constituye la forma abstracta de definir lo que es un
número natural. “Número natural es el ente común a conjuntos
relacionados entre si”. Esto es fácil de entender, por ejemplo: el
número 12 es el ente común a las horas de un reloj tradicional, a
los apóstoles de Jesús, a los meses del año, a las uvas que algunos
comen recibiendo el Año Nuevo, etc..
En definitiva, el Logicismo no logró su objetivo de reducir las
matemáticas a lo lógica pero en su intento se lograron aportes al
adecuado uso de la lógica matemática a las matemáticas en general,
que si bien no las sustituyen coadyuvan a su mejor entendimiento y
manejo. La lógica matemática de la cual Bertrand fue indiscutible
artífice, es básicamente la lógica clásica concebida por Aristóteles
con acertadas modificaciones cuya característica fundamental es el
uso de una simbología, también utilizada en la teoría de los
conjuntos, y el establecimiento de operaciones con esos símbolos,
operaciones que se asemejan a las de la aritmética y el álgebra.
La larga vida, fructífera hasta el final mismo, de Russell
le permitió aportar su talento a diferentes aunque relacionadas
vertientes de la actividad humana, la gran parte de cuyos resultados
han quedado plasmados en su voluminosa obra escrita. Paralelamente
al matemático y lógico, la historia recordará al filósofo y al
humanista. Como la mayor parte de quienes acceden a la filosofía a
partir de las ciencias exactas, Russell siguió espontáneamente la
línea de pensamiento del Positivismo moviéndose, principalmente, entre sus variantes
empiristas y realistas coincidiendo unas veces y
discrepando otras con los criterios de John Stuart Mill, David Hume
y Joh Locke, entre otros. Alguien con quien estuvo siempre en
desacuerdo fue con Ludwig Wittgenstein y su interpretación
lingüística de la filosofía. El pensamiento filosófico russeliano se
centró preferentemente en la especulación acerca de la relación
entre la realidad objetiva y la interpretación o hipótesis que sobre
ésta hacemos. Este problema es el que de una forma u otra está
presente como tema fundamental de reflexión en los diferentes
sistemas filosóficos que han pasado a la historia y siempre es tema
de debate el de si es posible conocer en su esencia, en su absoluta
objetividad, la “cosa en si” kantiana, el mundo exterior a cada ser,
o si sólo es posible el conocimiento subjetivo a través de lo que
aportan nuestros sentidos. El dilema parece no tener solución, conocer la
“cosa en si” sin la mediación de los sentidos, se nos presenta como
el tratar de ver el mundo que nos rodea o como dice Russell “lo que
está allá afuera”, sin los ojos, oírlo sin los oídos. Sobre este tema se nos ocurre el siguiente símil. Imaginemos
un individuo que de alguna manera ha logrado vivir desde que tiene
uso de razón en una habitación absolutamente cerrada y que sólo tiene
conocimiento de lo que el supone hay “allá afuera” por medio de
lo que observa en la pantalla de un televisor que le presenta
imágenes del supuesto mundo exterior. Al individuo le asalta la duda
de que si será real lo que ve o sólo son imágenes de un video
instalado en su equipo. A nuestro sujeto se le posibilita salir de la
duda practicando una abertura en la pared de su habitación, pero
nada
similar podemos intentar los seres reales.
El interés cientifico-filosófico de Russell se
desplazó también hacia la física particularmente en su divulgación
rigurosa como se advierte en sus excelentes obras didácticas ABC de los Átomos y el
ABC de la
Relatividad.
El nombre de Russell apareció muy a menudo en los medios en
los años 1960 y 1970. Obtuvo el Premio Nobel en 1950, se destacó como
pacifista y tal como aparece en el Diccionario de Lógica de la
autora rusa Alexandra Guétmanova: “impugnaba las teorías que
predicaban la absorción del hombre por la sociedad y el
Estado”.
Evolución de las teorías científicas
Como he expuesto en comentarios anteriores, las teorías, aun las más
fundamentadas y aceptadas, sólo son tomadas por la comunidad
científica como hipótesis de trabajo para continuar las
investigaciones mientras no surja alguna contradicción en su lógica
interna o algo que dicha teoría no pueda explicar. Ante situaciones
como éstas se ensayan modificaciones, pero hay veces que las
modificaciones las motivan aspectos de la teoría que desde su
establecimiento fueron difíciles de asimilar. Tal cosa ocurre con la
teoría del Big Bang como veremos a continuación:
Según dicha teoría, el Universo tuvo su origen en la explosión de un
punto geométrico en la cual tuvieron también su comienzo el espacio
y el tiempo. De modo que el Universo empezó siendo un punto
geométrico, esto es un ente sin dimensiones. Además según esa
teoría, antes de la explosión no existía el tiempo y el punto
originario en cuestión estaba algo así como “sumergido en la nada”.
Estos supuestos, no hay dudas, son difíciles de digerir. Hace
relativamente poco tiempo han surgido sugerencias de modificación de
las suposiciones sobre las condiciones presentes en el instante de
la explosión. Con razonamientos que merecen ser tenidos en cuenta
por basarse en una teoría tan fuerte como la de la Mecánica Quántica, se
maneja la tesis de que la explosión originaria del Universo no
surgió en el vacío, en la nada, y es más los autores afirman que el
vacío no existe.
Junto con estos supuestos sus defensores, entre los
que se cuentan Prigogine y Tryon, proponen que en el momento de la
explosión ya existía el tiempo. Sobre la no existencia del
vacío ya
se conocía desde 1948, año en el que el físico
Hendrik
Casimir demostró que
aún en lo que se consideraba como vacío debía manifestarse el
Principio de Incertidumbre de la Mecánica Quántica o
Principio de Heisenberg, según el cual la energía y el tiempo no pueden medirse a
la vez con el mismo grado de incertidumbre, cumpliéndose que cuando
con más precisión se conocía el valor de la energía, con menos
exactitud se precisaba el tiempo. Si existiera el vacío, en él la
energía tendría un valor exactamente conocido de cero, por tanto por
el Principio de Incertidumbre el tiempo tendría un valor que
fluctuaría, lo que conduciría a dos
conclusiones: si algo fluctúa, tiene que existir y, por tanto, en el
vacío que se suponía estaba el puno originario del Big Bang, ya
existía el tiempo, esto es, el Big Bang no marcó el instante cero
como se ha venido afirmando.
Algo más que se infiere de los razonamientos anteriores es que
también por el Principio de Heisenberg, si el tiempo fluctúa,
también fluctúa la energía y por tanto en el supuesto vacío y en
cumplimiento de la famosa fórmula E=mc2, por las variaciones de la
energía se crearía masa, materia, y el vacío no sería tal.
De modo que es muy probable que la comunidad científica haciéndose
eco de estas nuevas consideraciones enfoque de un nuevo modo la
Teoría del Big Bang con lo que se daría un paso más en la búsqueda
de la quizás ilusoria
verdad.
El Eco del Big Bang
La teoría que explica el inicio del Universo a partir de un colosal
estallido conocido como Big Bang, es uno de los resultados
científicos más comentados por el público no entendido. Aún quienes no son
especialistas ni estudiantes de ciencias conocen en lo esencial lo
que esa teoría expresa. No obstante, que el hecho del comienzo de
todo lo que existe a partir de la explosión de un punto sin
dimensiones, no de una partícula muy pequeña, sino de un punto como
el ideal que define la matemática: un ente geométrico sin
dimensiones, es algo no ya difícil, sino imposible de asimilar. No
obstante, tomado este supuesto como hipótesis para continuar con las
investigaciones los resultados de las mismas van siendo comprobados
en la práctica y así se continuará hasta que algo invalide la teoría
en cuestión.
Una de las más contundentes y espectaculares evidencias de que, tal
como se deduce de la teoría, hará unos 15 mil millones de años, se
produjo una enorme explosión en lo que ahora llamamos Cosmos,
consiste en la detección de lo que acertadamente se ha llamado El
Eco del Big Bang.
Veamos la explicación. Algún tiempo después del Big Bang, cuando
todavía la temperatura del Universo era extremadamente alta, se
produjeron los primeros fotones, corpúsculos que constituyen la luz
y todo tipo de radiaciones. Esos fotones formaron una especie de
gas, que se difundió por todo el Universo, en constante expansión
hoy en día pero por entonces muy comprimido. Como los gases conocidos el
gas de fotones al irse expandiendo se fue enfriando y, según
cálculos basados en la Teoría del Big Bang, su temperatura
ahora debe ser
de unos -270 grados Celsius. La teoría predijo la existencia
actual de esa radiación de fondo que persiste como un eco del Big Bang,
pero hasta 1965 no se había percibido. Fue ese año
que dos ingenieros de la Bell Telephone Laboratories de Estados
Unidos, Arno Penzias y Robert Wilson, utilizando una antena
direccional de radar, con
fines ajenos a lo sucedido, captaron un ruido cuyo origen no podían
explicar. Comprendieron que era una señal radioeléctrica la cual se
recibía de igual forma en todas las direcciones que orientaran la
antena. Quizás otros hubieran obviado el incidente, pero éste había
ocurrido, afortunadamente, a dos talentosos científicos que
continuaron las investigaciones, auspiciadas por la NASA, hasta
llegar a la conclusión de que esa radiación, que ahora llamamos relicta, que habían captado en su antena era nada menos que
El Eco
del Big Bang lo cual tuvo más reciente confirmación con el proyecto
espacial COBE. Penzias y Wilson recibieron el Premio Nobel en 1978
por ese aporte.
Algo no muy sabido es que quienes ahora están leyendo este trabajo y
casi todo el resto de la humanidad han captado sin proponérselo, en
múltiples ocasiones, El Eco del Big Bang, aunque acompañado de otras
radiaciones. Con más frecuencia que la deseada hemos sufrido los
efectos en nuestra pantalla de TV. del fallo, más o menos prolongado,
del fluido eléctrico en la torre de transmisión. En esos momentos
observamos que la pantalla se cubre de multitud de puntos de
luminosidad oscilante rodeados de una tenue neblina que permanecerán
hasta que vuelva la señal a la antena de nuestro equipo. Ese patrón
neblinoso es efecto conjunto del eco del bing bang y otras
radiaciones. La radiación de fondo, emitida en la gran explosión
primigenia “entra” en nuestra antena, acompañada de otras
radiaciones, aprovechando que la señal de TV les “dejó sitio”. El Eco del Big Bang
puede asilarse, de las otras radiaciones que intervienen en el
patrón observado, con
dispositivos muy sofisticados, procedimiento
que permite apreciar el
trascendental residuo de la Gran Explosión.
El tiempo y la luz
La posibilidad de viajes en el tiempo aviva la imaginación e
incentiva la creación literaria. En su ensayo “La flor de Coleridge”, el escritor argentino
Jorge Luis Borges reproduce este
fragmento: “Si un hombre atravesara el paraíso en un sueño, y le
dieran una flor como prueba de que había estado allí, y si al
despertar encontrara esa flor en su mano … ¿entonces qué?”. En
el mismo ensayo, y abundando en el tránsito a otro tiempo, Borges
cita un pasaje de la novela inconclusa de Henry James The sense of
the past, en la que el protagonista encuentra un retrato de sí
mismo
pintado misteriosamente un siglo antes. Éste,
intrigado, consigue trasladarse a la fecha del retrato y logra que
el pintor haga su retrato aunque sospechando algo extraño en esas
facciones futuras. En este caso se nos muestra además de un viaje en el
tiempo, una inversión de la secuencia causa-efecto.
Otro ejemplo de acertada tergiversación literaria de tiempo y
causalidad se nos presenta en la siguiente estrofa de Reginald
Buller:
Hubo una vez una joven que Brillante se llamaba
Y mucho más veloz que la luz viajaba. / Un día partió
En los caminos de la relatividad se adentró
Y la noche anterior a su partida regresó.
En los ejemplos anteriores se advierte la fantasía y en el último
además lo humorístico, no obstante se pueden ensayar en obras de
buena ciencia-ficción transgresiones de la insuperabilidad de la
velocidad de la luz para mostrar algunas situaciones interesantes
que se presentarían si pudieran lograrse velocidades
superiores a la de la luz.
En una obra de ciencia-ficción se podría presentar el caso de un
buque que emite una señal luminosa roja cuando parte y otra verde
cuando regresa. Alguien que parte de la tierra en una nave a una
velocidad mayor que la de la luz, percibirá primero por alcanzarla
primero, la señal verde que es la más rezagada y después alcanzará la
roja, por lo que, como conoce el código, pensará que el buque
regresó antes de partir.
En este contexto veamos otra situación curiosa. Dos personas
situadas a cien metros una de otra están lanzándose una pelota. En
un momento dado uno lanza al otro la pelota a una velocidad mayor
que la de la luz. El otro la recibe y luego va viendo la pelota
cuando estaba, digamos a setenta y cinco metros del lanzador,
después cuando estaba a cincuenta metros del lanzador, después a
veinticinco metros, a diez, a cinco, hasta que por último ve a su
compañero lanzando la pelota. El efecto, la recepción de la pelota,
se producirá, según el receptor, antes que la causa: el lanzamiento.
Si se analiza sólo percibimos el pasado. Cuando de noche
miramos el cielo y localizamos la estrella Alfa del Centauro, la
vemos no como es en ese momento sino como era cuatro años atrás,
pues ese es el tiempo que demora la la luz en cubrir la distancia de
la estrella a la Tierra. Como la traslación de la luz no es
instantánea aún la proveniente de objetos cercanos demorará un
tiempo que, aunque sumamente corto, no nos permitirá nunca observar
lo que nos circunda en el presente sino en el pasado. Un pasado nada
remoto, pero pasado.
Para finalizar recordemos el título de una obra teatral de Enrique
Jardiel Poncela en el que el autor ironiza con estos juegos con
el tiempo. El título en cuestión es: Te espero ayer tarde
Margarita.
|
|
VOLVER AL AUTOR
