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Encuentran, al fin, una Teoría del Todo

Publicado: 27 abril 2009 en Física, Humor
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Theory of everything

Empecemos por algunas citas:

“Podemos por tanto considerar la materia como constituida por las regiones de espacio en las cuales el campo es extremadamente intenso… En este nuevo tipo de física no hay lugar para campo y materia, pues el campo es la única realidad” (las negritas son mías).

Ésto lo dijo Albert Einstein (Citado por M. Capek en The Philosophical impact of Contemporary Physics. Pág. 319).

Otra de Hermann Weyl:

“Según la teoría del campo de la materia, una partícula material tal como un electrón es simplemente una pequeña zona de un campo eléctrico, dentro de la cual la fuerza del campo asume valores enormemente altos, indicando que una energía comparativamente muy grande está concentrada en un espacio muy pequeño. Tal nudo de energía, que de ningún modo se presenta claramente delineado contra el resto del campo, se propaga a través del espacio vacío como una onda de agua sobre la superficie de un lago; no existe una sustancia de la que pueda decirse que el electrón está compuesto en cada momento” (Las negritas son mías. En Philosophy of Mathematics and Natural Sciencie. Pág. 171)

Y acabamos con una del físico austríaco Walter Thirring (citado en El Tao de la física de Fritjof Capra. Pág. 294)

“La física teórica moderna… nos ha hecho pensar sobre la esencia de la materia en un contexto diferente. Ha llevado nuestra atención de lo visible – las partículas – a la entidad subyacente: el campo. La presencia de la materia es simplemente una perturbación del estado perfecto del campo en un lugar dado; algo accidental, casi podría decirse que es simplemente una “mancha”. Por consiguiente, no existen leyes sencillas que describan las fuerzas que actúan entre las partículas elementales… Tanto el orden como la simetría deberán buscarse en el campo subyacente” (las negritas son mías).

Cuando Newton enunció su teoría de la gravitación universal, pronto se dió cuenta de un gran problema. La fuerza de la gravedad interactúa de forma instantánea. Pero si, por ejemplo, el sol, que está a ocho minutos luz de la tierra, y ejerce su fuerza gravitacional sobre ella de modo instantáneo… ¡¡¡ La fuerza de la gravedad viaja a una velocidad infinita !!! Eso no podía ser, era absurdo. Entonces Faraday, en sus estudios sobre electricidad, introduce la noción de campo, que luego utilizarán Maxwell, para hablar de electromagnetismo y Einstein para hablar de gravitación.

La noción de campo sustituye a la de materia

¿Qué es un campo? Supongamos que tenemos dos cuerpos que interaccionan entre sí, ejerciendo cada cada uno de ellos una fuerza sobre el otro. Si vamos situando el segundo cuerpo en distintas posiciones alrededor del primero, actuará en cada caso una fuerza distinta sobre él. Ésto sólo se comprende admitiendo que cada punto del espacio alrededor del primer cuerpo, está dotado de cierta propiedad, creada por éste, que hace que al colocar allí un segundo cuerpo, actúa sobre él una fuerza. A esta propiedad la llamamos campo. Esta noción, como hemos visto en las citas, nos tiene que hacer abandonar nuestra visión clásica de la materia y, por ende, del materialismo. Materia ha de entenderse como alta intensidad energética de campo, no ya como cuerpo, objeto u extensión (a modo cartesiano, como despliegue tridimensional) y, como ya no es casi necesario mencionar, alejarla de nociones como “solidez”, “dureza” o “indivisibilidad”, ni tampoco como “lo que puedo tocar o ver” (hay que eliminar toda relación con los sentidos) o “lo que me rodea” (cayendo en subjetivismo). ¿Qué más consecuencias pueden sacarse de esta nueva concepción de la materia o de este posmaterialismo?

a) No cabe la división entre continente y contenido propia del mecanicismo newtoniano. Newton habló del espacio y del tiempo como los dos continentes absolutos en los que acaecía todo o en dónde estaba toda la materia existente (sus sensorium dei). Ahora sabemos que el espacio y el tiempo son inseparables de sus contenidos. El espacio se curva o alabea en función de la presencia de masa y el tiempo se adelanta o retrasa en función de la velocidad.

b) La vieja noción de vacío queda invalidada. El espacio entendido como vacío entre objetos ya no es válido. El materialismo mecanicista entendía el vacío como esa ausencia de materia, ese no-ser en el que habitaban los objetos materiales. Ese no-ser ira imperturbable, el ser material no podía interactuar con él. Hoy sabemos que podemos curvar el espacio, es decir, que el “espacio vacío” no es un no-ser, sino que tiene entidad. Precisamente la noción de campo es similar a la noción de espacio vacío y tiene entidad ontológica.

c) La geometría del espacio cobra vital importancia. El mecanicismo pensaba en un espacio infinito tridimensional. Ahora sabemos que el espacio puede variar su geometría, teniendo esto importantes consecuencias para sus “contenidos”. La geodésica (línea más corta en unir dos puntos) es muy distinta en un plano que en una esfera. Las geometrías no euclídeas sustituyen a la geometría plana de Euclides. La nueva física hace que cambiemos radicalmente nuestra visión del espacio.

Carlos Ulises Moulines en “Por qué no soy materialista” (Revista Crítica, 1977) ataca al materialismo y al monismo que parecen haberse situado como únicas posturas ontológicas y epistemológicas de la ciencia. Para Moulines el materialismo es una doctrina confusa por la sencilla razón de que no sabemos bien lo qué es la materia. Así, el enunciado Todo x es p, siendo p materia es muy equívoco ya que, si no sabemos qué es la materia, ¿cómo sabemos que todo lo que existe es materia y no cualquier otra cosa?

Y eso es evidente: ¿Qué es la materia? La definición de elemento químico propuesta por Boyle que afirma que un elemento químico es aquello que no es divisible en el presente por métodos físicos ni químicos es instrumentalista u operacionalista. De primeras, según ella ningún elemento de la tabla periódica a día de hoy es un elemento químico (ya que el Hidrógeno puede dividirse en más partículas: protones, electrones, quarks…). Y segundo, precisamente, lo que hoy es elemento químico mañana puede no serlo y una definición ha de ser válida para todo tiempo y lugar.

Vale, y ¿qué son esos componentes últimos que constituyen la materia? De primeras, ¿ondas o corpúsculos?. De segundas ¿localizables objetivamente o dependientes del observador?… ¿Alguien podría explicarme qué es exactamente el Bosón de Higgs? Siendo honestos intelectualmente, la verdad es que no tenemos demasiado claro qué es la materia. Por lo tanto Moulines tiene razón en su crítica al materialismo.

¿Sabemos realmente qué es la materia?

El segundo argumento que Moulines nos propone es que afirmar Todo x es p, siendo p la materia es un enunciado tautológico, redundante, debido a que si no podemos poner una restricción de algún tipo a la extensión del predicado, éste no nos dirá nada. Si por materia entendemos cualquier cosa imaginable, la materia es todo, así que nuestra proposición dirá Todo x es todo, lo cual no es decir nada. Ergo, el materialismo es insostenible.

Podría objetarse, como hace Quintanilla, que sí que tenemos conocimientos acerca de la materia, de tal modo que no estamos realizando claramente una tautología. Decir, por ejemplo que la materia está compuesta por átomos, ya es decir algo. Sí, acepta Moulines, pero el hecho de conocer parcialmente lo que es la materia no nos autoriza para decir que lo único que existe es eso. Debería conocer muy bien lo qué es la materia para tener autoridad de decir que todo lo que hay es materia y negar la existencia de todo aquello que no lo sea. Moulines acabará por acusar al tridente Ferrater Mora, Mario Bunge, Miguel Ángel Quintanilla, de oportunismo filosófico al ponerse, en cierto sentido, del lado de lo que la ciencia dice en cada momento.

La verdad es que no entiendo esa manía de que hay que ser materialista por narices porque si no ya eres anticientífico, espiritualista, posmoderno… cuando parece evidente que el materialimo decimonónico es hasta simplón. Por ejemplo, pensemos en un concepto tan clásicamente científico como el de velocidad. Todo el mundo estaría de acuerdo en que la velocidad es algo que existe, los objetos van a mayor o menor velocidad o carecen de ella. ¿Es la velocidad algo material? No, no parece estar formada por átomos. ¿Funciona entonces el materialismo o no?

Creo que tenemos que mantener una visión del universo mucho más sofisticada que la materialista. Yo entiendo el universo como algo muy dinámico, lleno de objetos sí, pero también de procesos, organizaciones, retroalimentaciones, propiedades emergentes… un universo mucho menos homogéneo que el materialista (como bien subraya Moulines).

Este post continúa en En contra del materialismo (II) y en En contra del materialismo (III)

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Lo discreto y lo continuo

Publicado: 21 diciembre 2008 en Física
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¿Continuo o discreto?

¿Continuo o discreto?

Si abro completamente el grifo sale un gran chorro de agua y puedo afirmar que la naturaleza es continua. Sin embargo, si dejo el grifo casi cerrado van cayendo  gotas y se puede afirmar que la naturaleza es discreta. El matemático húngaro Frigyes Riesz afirmaba que dos elementos son distintos o discretos si existe un entorno de uno que no contiene al otro. Según esta definición una fotografía pixelada como la de la imagen es una entidad discreta: cada pixel se separa perfectamente del otro. Sin embargo, si nos alejamos de ella, al final la veremos como una imagen continua. De hecho, todas las imágenes digitales siguen esta lógica discreta engañando a nuestra vista de tal forma que nos parece continuo lo que realmente es discreto. Y de aquí se puede deducir una cuestión inquietante: ¿No será la naturaleza en sí un conjunto de entidades discretas y nuestros sentidos nos engañan y nos hacen verla como un continuo?

Pues esto es lo que nos decía el atomismo clásico. Demócrito y Leucipo sostuvieron que la naturaleza estaba formada por infinitas partículas minúsculas indestructibles (principio de conservación de la materia enunciado en el siglo V a. C.) que chocaban en el vacío. Sin embargo, resulta que esas partículas se comportan, a veces, también  como si fueran ondas (tienen interferencias o sufren difracción). La noción de campo introducida por la física clásica (Faraday, Maxwell) también parece aludir a una realidad continua. La dualidad onda-corpúsculo se propone como una de las grandes paradojas de la ciencia contemporánea.

Por otro lado, el funcionamiento del cerebro parece ser discreto. Según la teoría del disparo neuronal nuestras neuronas funcionan de modo binario: o todo o nada, o lanzamos una descarga eléctrica o no la lanzamos. No obstante pensar que nuestra mente funciona discretamente porque sus constituyentes así lo hacen sería un reduccionismo estúpido. Es evidente que podemos percibir y almacenar informaciones continuas y, además, no podemos reducir el pensamiento humano al funcionamiento de las neuronas. Para explicar esto cabría pensar que la acción conjunta de millones de procesos discretos puede hacer surgir como fenómeno emergente una entidad continua. Por eso la discreción neuronal podría producir la continuidad de nuestras percepciones. Sería una hipótesis.

Otra hipótesis es también pensar que la misma continuidad no es más que una ilusión resultante precisamente de esa acción conjunta de una ingente cantidad de entidades discretas. Cuando se da una cantidad tan grande de cosas que desborda nuestra capacidad, nuestro cerebro las agrupa como si fueran una. Pero igualmente sería posible que la discrección también fuera una ilusión: nuestra mente divide en partes las cosas para comprenderlas, para poder operar con ellas, mientras que en la realidad la naturaleza es contínua. Perece también que es así. Resolver un problema matemático consiste en obtener un resultado discreto (no podemos cuantificar lo contínuo). Ya desde Parménides sabemos que sólo podemos conocer lo que no se mueve ni cambia, lo puramente discreto. ¿Entonces tanto lo contínuo como lo discreto son una ilusión? ¿La naturaleza misma es una ilusión? Es difícil mantener que la realidad es falsa en su totalidad pero también es difícil mantener que nuestros sentidos nos dan una información plenamente verídica de la realidad.