Positivismo y ciencia

Hay quien piensa que la ciencia es absoluta e inherente a todo cuanto existe, sin embargo el positivismo científico nos dice que todo lo que podemos saber es qué modelos matemáticos describen mejor la realidad, y en mi opinión esta es la forma más acertada de entender la ciencia. Por ejemplo, cuando abrimos la puerta de nuestra habitación, ¿álguien ha visto el vector fuerza de nuestro brazo sobre la puerta, y el vector reacción? o cuando se nos cae algo, ¿álguien ha visto el vector gravedad dirigido hacia el centro de la tierra? Espero que no…

Estos son modelos que describen el comportamiento de la realidad, y aunque muchos pretenden darle un significado absoluto no lo tienen, puesto que aunque se cumplan el 100% de las veces, una cosa es la realidad y otra distinta es cómo la describimos. Es evidente que cuanto mejor sea el modelo más se ajustará a la realidad. Pero el hecho de que no existen leyes absolutas es que muchos de los principios de la física se basan en hechos experimentales y no son deducibles de ningún modo, como las leyes de la mecánica de newton, o los principios de la termodínámica, en los cuales se basan muchas otras leyes con complejas ecuaciones matemáticas.

Yo soy de los que piensa que la ciencia simplemente describe el universo, pero no lo controla, pues muchas de las leyes tomadas como universales se han ido cayendo con el transcurso del tiempo. Por ejemplo, el movimiento de una partícula en un campo magnético no siempre cumple el principio de conservación de la cantidad de movimiento, al menos si no tenemos en cuenta el movimiento ondulatorio…

Y precisamente a este nivel, de física cuántica es donde más se encuentran las soluciones más insospechadas, como la invención de partículas para que las leyes funcionen y se cumplan los principios más universales como la ley de cavendish "La energía no se puede crear", y por tanto en un sistema aislado, la energía se conserva, sin embargo a nivel cuántico se inventó el gravitón, para que esto se cumpliera y no derribar otro pilar más.

¿Entonces la ciencia se construye sobre pilares defectuosos?
No, simplemente el universo está compuesto de tal cantidad de variables que no podemos conocerlas todas con exactitud, y como decía mi amigo Heisenberg, cuanto más conozcamos de unas, menos conoceremos sobre las demás.

Además en la ciencia siempre se hacen abusos como por ejemplo suponer ciertas variables constantes cuando no lo son, pero como varía muy poco, pues lo tomamos como constante. Por ejemplo, el periodo de un péndulo simple solo sigue la ecuación si el ángulo de oscilación es menor de 15º de forma que se pueden hacer aproximaciones, y así con la mayoría de las cosas, siempre hacemos suposiciones que funcionan a nivel macroscópico porque podemos despreciar decimales. Si por ejemplo la presión atmosférica en un laboratorio es de atm podemos suponer que es constante y vale 1 atm. Pero claro, cuando nos introducimos en escalas tan pequeñas, no podemos despreciar esos decimales.

Y ya puestos, dado que la ciencia no rige el universo, ¿para que sirve? Pues no digo que la ciencia no sirve para nada, al contrario, la ciencia nos ayuda a descubrir lo complicado y simple a la vez que es el universo, y sin la ciencia no podríamos estar donde estamos ahora. Pero debemos pensar que la ciencia no es un todo absoluto ni mucho menos, y por ello los científicos deberían plantearse esta postura, porque fuera de partidismos filosóficos, el positivismo sirve al menos como una cura de humildad, ¿no?

En una carta a Albert Einstein, su colega Max Born le preguntaba acerca de su opinión sobre la nueva teoría cuántica, a lo que Einstein respondió su famosa frase "Dios no juega a los dados". Por aquel entonces comenzaba a proliferar la teoría cuántica, cada vez eran más las verificaciones de dicha teoría que si cabe se fundamenta en el famoso principio de incertidumbre de Heisenberg. Einstein no era menos genio por decir eso, él dedicó toda su vida a intentar unificar una teoría del todo, era claramente partidario del determinismo, y el hecho de tener que meter la probabilidad en el comportamiento del universo, le producía bastante malestar.

Así pues, la teoría cuántica terminó por imponerse, haciendo que los partidarios del determinismo "perdieran" la batalla. ¿Seguro? Puede pensarse que la incertidumbre conduce a que las ecuaciones que rigen el comportamiento de nuestro universo, ya sea a escala de la RG (relatividad general) o a escala de la TC (teoría cuántica) , al menos en teoría, predicen el comportamiento de las partículas a partir de unas determinadas condiciones iniciales. Bueno, esta aparente paradoja se soluciona sin más que darnos cuenta de que lo que viene a decir Heisenberg es que no podemos estudiar nada sin cambiarlo, en tal caso podemos pensar que las leyes se cumplen cuando nosotros no miramos. Igual que pasa con los juguetes, que cobran vida cuando no estamos en la habitación, parece que el universo se muestre reacio a que le miren y nos fastidie dandonos resultados extraños. En tal caso, Dios jugaría a los dados donde no podemos verle. ¡Pues vaya faena! Resulta que la ciencia ha descubierto que no se puede estudiar nada y precisar los datos por completo.

Cabe destacar que la incertidumbre, al menos en Mecánica Cuántica, surge en la teoría antes que en el experimento debido a que el álgebra de operadores es no conmutativa. Es decir, en Mecánica Cuántica el orden de factores SI altera el producto. Y esto hace que un par de magnitudes conjugadas (posición-momento, energía-tiempo, …) no se puedan medir simultáneamente y con infinita precisión. Si queremos medir con mucha precisión una de ellas, entonces la otra queda totalmente indeterminada.

De todo esto, se extrae que el indeterminismo rebosa por todas partes en el universo, no tanto a gran escala (donde las cosas son lo suficientemente grandes como para que les de igual que las veamos o no), pero sí a pequeña escala. Por lo tanto, puede parecer una contradicción total la búsqueda de la teoría del todo. ¿Si el universo es indeterminista, cabe la existencia de una teoría total?

He ahí el quid de la cuestión. Esa pregunta carece de sentido si la analizamos correctamente. El principio de incertidumbre de Heisenberg nos decía que al estudiar las cosas interferimos en ellas y el error es mayor. (No quiere decir que el principio de incertidumbre no se cumpla cuando estamos lo suficientemente lejos, simplemente viene a complementar lo bullicioso del mundo a nivel cuántico) ¿Qué tiene que ver todo eso con que exista una teoría del todo? Porque las predicciones de la tal teoría-M, que unifica con la RG y la TG, describen el funcionamiento del universo. Y digo describen, porque en realidad el universo indeterminado es el que observamos para medirlo y experimentar con él. El problema a nivel de la TC es que dominan fuerzas que son enormemente mayores que la gravitatoria. Por ejemplo, la electrostática es veces más intensa además de ser repulsiva y atractiva, y para complicarlo aún más la interacción fuerte y la interacción débil están presentes.

No podemos saber realmente si las partículas cuánticas se comportan de forma distinta cuando no las miramos, aunque es cierto que el papel del observador es algo que trae cola, porque parece que sin observador ocurren cosas que no son tales cuando no lo hay. Como por ejemplo, el efecto Zenón cuántico o el colapso de la función de onda, de las cuales ya hablamos en artículos precedentes.

Y volviendo al tema de este artículo, se ve enseguida que subyace una especie de determinismo a medias, en cuanto a que tenemos teorías buenas que predicen casi todo lo que puede pasar en el universo, pero hay cosas que no podemos saber, cosas que están indeterminadas y que por mucho que queramos no seremos capaces de dilucidar.

Quizás, a fin de cuentas, el universo sea un perfecto cosmos entre ambas opciones. No es la primera vez, ni será la última