Máquinas del tiempo III: La incertidumbre

09.05.2020 - Catalunya - Javier Belda

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Máquinas del tiempo III: La incertidumbre
(Imagen de CERN - Wikimedia commons)

En 1687 Isaac Newton publicó “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica”, donde formula las tres leyes fundamentales del movimiento: la ley de la inercia, la ley de la dinámica, y la ley de acción y reacción. La combinación de todas ellas dio lugar a un cuarto principio: la ley de la gravedad. Este trabajo marcó un punto de inflexión en la historia de la ciencia y es considerada, por muchos, como la obra científica más importante de la historia.

Hasta finales del siglo XIX el mundo funcionaba bajo el tic tac del inexorable paso del tiempo, hasta que apareció Albert Einstein.

“El perfil de Einstein como teórico nos inclina a imaginarlo con la cabeza siempre en las nubes, pero lo cierto es que cultivó toda su vida la pasión hacia las máquinas.

Dos episodios simbolizan el proceso de iniciación de Einstein en la ciencia: el regalo de una brújula, que le entregó su padre cuando tenía cuatro años, y la lectura de un volumen de geometría euclídea. La aguja imanada desplegó ante sus ojos los misterios de la naturaleza; los axiomas y postulados de Euclides, el poder deductivo de la inteligencia (…) El magnetismo se puede interpretar como un efecto puramente relativista, y la propia relatividad, como una visión geométrica del universo. Así, en la brújula y en libro de Euclides estaba cifrado su destino”. [1]

Desde muy joven Einstein chocó con las autoridades académicas. Su mente brillante le llevó a desarrollar una idea del espacio-tiempo no intuitiva, lo cual topaba de lleno con una idea fijada durante cientos de años: lo que no puede verse o medirse en un laboratorio, no existe.

La relatividad estableció una noción distinta del espacio y del tiempo. A raíz de sus formulaciones el reloj de Einstein podía hacer tac tic en lugar de tic tac. Con ello desapareció el tiempo único y absoluto de la mecánica clásica. Todo pasó a depender de la luz y del estado de movimiento del observador.

Lo único absoluto para la nueva teoría es la velocidad de la luz y, a partir de ahí, todo es relativo.

Las distancias son relativas. Un determinado objeto impulsado a velocidad próxima a la de la luz se acortará a casi la mitad de su longitud; no es una ilusión óptica, ocurre y es demostrable experimentalmente.

Igualmente, la simultaneidad es relativa. Dos cosas ocurren aparentemente al mismo tiempo en diferentes lugares, pero dos observadores distintos en movimiento no se pondrán de acuerdo: uno verá que primero ocurrió A y luego B, en cambio, para el otro, primero fue B y luego A; ambos tendrán razón porque la simultaneidad es relativa a la velocidad de la luz.

Entonces surgió el problema de la causalidad. Parece obvio que las causas van antes que los efectos, pero la relatividad chocaba con el principio de causalidad. El científico resolvió esta paradoja estableciendo que nada en el Universo puede ir más rápido que la velocidad de la luz. Esto chocaba de pleno con la imponente física tradicional newtoniana. Para Newton la gravedad actuaba de manera instantánea, por lo que tenía velocidad absoluta…

Einstein dedico 10 años (de 1905 a 1915) a buscar una nueva teoría de la gravedad que fuera compatible con el principio de relatividad. Para ello tomó el principio de equivalencia de Galileo que establecía que todos los objetos caen a la misma velocidad independientemente de su masa. Entonces, si todos los objetos caen con la misma aceleración, las trayectorias que siguen no son una propiedad de cada objeto, sino que se trata de una propiedad del espacio.

Además, las trayectorias son curvas cuando los objetos caen, describen una parábola, o quedan –como la Luna– en situación de caída permanente hacia la superficie curvada de la Tierra, describiendo una órbita.

Por lo tanto, cuando hay gravedad el espacio es curvo. La gravedad es una manifestación de la geometría distorsionada del espacio-tiempo.

El problema de las autoridades académicas no era solo respecto al trabajo de Einstein, también fueron puestos en cuarentena Planck y Born que estaban sentando las bases de la incipiente mecánica cuántica. Junto a ellos Heisenberg, Bohr, Pauli, Schrödinger terminaron de desmontar los fundamentos tradicionales de la física. A partir de los años 20, las matemáticas que describían el mundo pasaron a ser formulaciones extremadamente complejas.

Pero el pensamiento de la gente corriente siguió siendo bastante clásico. Todavía podíamos encogernos de hombros afirmados en nuestras rutinas, nuestras costumbres y nuestras leyes naturales del siglo XIX, o más atrás, despreocupados e inmersos en una existencia relativamente insustancial.

La sociedad occidental se fugó de los planteamientos complicados para abocarse a los desarrollos de la Revolución Industrial, y de ese modo disfrazamos de euforia aquello que en realidad albergaba un gran desconcierto y desorientación existencial…

Mientras tanto, el viejo árbol de conocimiento de los primeros mitos –anteriores a la expulsión de Adán y Eva del paraíso– iba adquiriendo un aspecto fractal. [2]

El Árbol de Pitágoras es un plano fractal construido a partir de cuadrados inventados por el profesor Albert E. Bosman en 1942.

Dando el primer paso hacia la Teoría del Caos Henri Poincaré introdujo la idea de no linealidad, donde origen y resultado divergen y las fórmulas ya no sirven para resolver el sistema.

En 1927 Heisenberg formuló el principio de incertidumbre que establece la imposibilidad de realizar una medición experimental sin perturbar lo que se pretenden medir. Este principio, supone un cambio fundamental en la forma de estudiar los fenómenos, ya que se pasa de un conocimiento teóricamente exacto a un conocimiento basado sólo en probabilidades y en la imposibilidad de superar nunca un cierto nivel de error.

La manifestación de los centenares de partículas subatómicas que se conocen se basa en esta forma experimental. En un acelerador de partículas se realizan este tipo de ensayos en los que se descubre aquello que previamente se prevé que podría ocurrir con un porcentaje de suposición sobre el descubrimiento.

En esto se basó el hallazgo del Bosón de Higgs en el año 2012, que había sido propuesto en 1964 por Peter Higgs junto a otros. Resultaba de vital importancia para la física porque era merced al mecanismo de Higgs que la materia tenía masa, sin eso todo el sistema resultaba completamente insustancial e incoherente. Con este fin se construyó en Ginebra el famoso acelerador de partículas LHC (hasta la fecha el más grande del mundo, con 27 km de longitud a una profundidad en 100 metros bajo la tierra). Allí se colisionan protones y se estudian las partículas que surgen de dichas colisiones para comprobar si se cumple el modelo estándar de la física de partículas, y más allá…

Se trata de una tecnología extrema; el interior de los tubos del LHC es uno de los lugares más frios del Universo y, al tiempo, en los puntos donde se producen las colisiones se genera la temperatura más alta de toda la galaxia, unas 100 mil veces la temperatura del interior del Sol. En esos puntos se recrean las condiciones que tenía el Universo una fracción de segundo después de la Gran Explosión.

En este umbral la comprensión del vacío, entendido como estructura fractal, pasó a ser paradójicamente lo sustancial.

A día de hoy, el acelerador LHC es la máquina que más datos genera en todo el planeta. el Gran Colisionador de Hadrones recaba cada segundo el equivalente a cuarenta millones de imágenes en alta definición, y debe decidir al instante cuáles almacenar para su posterior análisis. Hacer frente a este reto ha exigido desarrollar algoritmos matemáticos específicos, y la mayor red de recursos de computación del planeta.

El tema de minimizar el error ha pasado a ser lo esencial. El reloj cuántico es una de estas máquinas sorprendentes con un margen de error prácticamente nulo. Su mecanismo consiste en preparar un átomo, de manera que oscile entre dos estados diferentes, donde cada estado es una superposición cuántica diferente de dos niveles de energía del átomo. El reloj pierde un segundo cada 3400 millones de años, comparado al reloj atómico de fuente de cesio que pierde un segundo cada 100 millones de años.

Esquema de reloj cuántico.

La búsqueda de la armonía

A finales del siglo XX el pensamiento científico alcanzó una gran complejidad a partir de la formulación del Big Bang y del modelo estándar de la física de partículas, hasta llegar finalmente al vacío. Pero tal vacío no puede estar vacío, porque en tal caso nada existiría, ni tan siquiera relativamente. Por tanto, este vacío hallado por la ciencia devuelve la pelota al terreno de la filosofía: la idea del vacío como estructura creativa atemporal e inmaterial (ajena al espacio).

Casi todo el intenso esfuerzo científico y la masiva financiación gubernamental en física de partículas se ha dirigido históricamente a catalogar las propiedades de partículas subatómicas, tales como «quarks» y «gluones», más que a penetrar en la naturaleza de la geometría. Ahora, los científicos están comprendiendo que los conceptos «inútiles» de espacio y tiempo pueden ser la fuente última de la belleza y simplicidad en la naturaleza.[3]

Tal como ocurrió en todas las etapas de la existencia humana, el avance tecnológico nos pone frente a nuevas situaciones para las que no estamos preparados. Supone sobrepasar límites insospechados y hacerlo con el sistema cultural de etapas anteriores; con ello se genera una gran crisis sistémica. A este momento de singularidad Akop Nazaretián lo define como la ruptura del balance tecno-humanitario.

La capacidad para poder visualizar un futuro en una dirección posible se convierte entonces en el tema fundamental. Nazaretián se abocó profusamente al rastreo de puntos de vista que pudieran dar una perspectiva en una dirección de supervivencia global y evolución desconocida. En su libro Futuro No-Lineal recopila de modo interdisciplinar el trabajo de numerosos especialistas.

El filósofo ortodoxo ruso Nikolái Berdiáev [1990] afirmaba que “todos los intentos de resolver todas las tareas históricas, en todos los períodos, deben ser reconocidos como rotundos fracasos. En el destino histórico del ser humano, en esencia, nada resultó bien”. La eterna “lucha del bien contra el bien” invariablemente engendró el mal; y las intenciones humanas, o bien no se concretaron, o bien no valieron el esfuerzo realizado. En palabras de Dante se podría decir que “el camino al infierno está empedrado de buenas intenciones”. [4]

No es de extrañar que la gran mayoría de los astrofísicos del siglo XX viera a la existencia humana como una “farsa”, a la cual sólo la previsión del final inevitable le otorga el matiz de una “tragedia superior” [Weinberg, 1993]. [5]

Estas citas ponen de manifiesto el sentimiento de incertidumbre de finales del siglo pasado. No obstante, la humanidad siguió subida en alas de un pájaro llamado intento, movida por una extraña combinación de intuición y búsqueda de la armonía de lo existente.

En abril de 1998 el satélite de la NASA Transition Region and Coronal Explorer (TRACE), encontró evidencias de la música originada en los cuerpos celestes. La atmósfera del Sol emite sonidos ultrasónicos e interpreta una partitura formada por ondas que son aproximadamente 300 veces más graves que los tonos que pueda captar el oído humano.

Entre las estrellas y las partículas, la vida pasó a ser comprendida como una rareza. Ante esta danza creativa insospechada Albert Einstein expresó su asombro con la frase: “La propiedad más sorprendente de este mundo es que sí existe”.

Otro científico rebelde fue Ilya Prigogine. En 1977, el especialista en termodinámica, recibió el Premio Nobel de Química por su teoría sobre las estructuras disipativas, mostrando que en la química de determinadas estructuras ocurre un proceso de creación en el que las posibilidades rompen sus límites y se liberan gracias al azar y al no-equilibrio en interacción.

Desde la perspectiva termodinámica, todos los procesos naturales son –eran– irreversibles, pero “Las estructuras disipativas son islas de orden en un océano de desorden”, estableció Prigogine.

El Universo del no-equilibrio es un Universo coherente” (…)En nuestro tiempo, nos hallamos muy lejos de la visión monolítica de la física clásica. Ante nosotros se abre un Universo del que apenas comenzamos a entrever las estructuras. Descubrimos un mundo fascinante, tan sorprendente y nuevo como el de la exploración de la infancia. [6]

Otra de sus teorías hace también referencia a la cuestión de la música del Universo que parece transitar en los tiempos: Existen diferentes vías de interrogar al Universo en que vivimos, y la música es también una de ellas. Nuestro entorno no es sólo color, sino también sonido y muchas otras cosas.

Ilya inspiró a estudiosos de la mega-historia al comprender en estructura la esencia de lo material y de lo humano, como un proceso común, que surge en el génesis del Universo a partir del Big Bang.

La característica principal de cualquier sistema vivo es la apertura. “Todo lo que vemos en la naturaleza es muy diferente a un robot; sigue el patrón evolutivo, es inestable, se transforma.

Prigogine nos acerca a la idea de equilibrio filosófico frente al desequilibrio termodinámico. Ante el caos, el azar y la tremenda complejidad del Universo se afirma al ser humano como la manifestación más avanzada que tenemos de la evolución.

Estamos redescubriendo el tiempo, pero es un tiempo que, en lugar de enfrentar al hombre con la naturaleza, puede explicar el lugar que el hombre ocupa en un Universo inventivo y creativo.

En el amanecer del nuevo siglo la incertidumbre seguirá pesando fuertemente, a veces convertida en nihilismo y a veces convertida en sospecha de sentido. En este umbral nos dejó el gran filósofo Prigogine apostando claramente por la segunda de las opciones para abrir el futuro.

El futuro es incierto…Pero esta incertidumbre está en el corazón mismo de la creatividad humana. “Siempre estamos eligiendo; esa es la razón por la que es tan importante enriquecer la gama de posibilidades y desarrollar nuevas utopías al final de este siglo, que hagan posibles nuevas elecciones. [7]

 

[1]David Blanco Laserna. Einstein, La teoría de la relatividad, RBA Coleccionables SA, 2012. Pág. 21

[2] El árbol del conocimiento, llamado también árbol cósmico “Axis Mundi” aparece en la mitología de todas las culturas, desde los inicios más remotos de la cultura humana. En la Biblia se le da un tratamiento negativo y se lo asocia a lo maligno. “Ved ahí a Adán que se ha hecho como uno de nosotros, conocedor del bien y del mal; ahora pues, echémosle de aquí no sea que alargue su mano, y tome también del fruto del árbol de conservar la vida, y coma de él, y viva para siempre” Expulsión del Paraíso, Cap. III, Torres Amat, 1957.

[3] Michio Kaku. “Hiperespacio” Editor digital: Banshee. 1994. Pág. 26

[4] Akop Nazaretián. “Futuro No-Lineal”. Ed.Suma Qamaña. Buenos Aires, 2016.  Pág. 212

[5] Ibid. Pág. 293

[6] Ilya Prigogine. Ha sido definido como gran filósofo humanista, sus libros se han traducido a muchos idiomas; la mayoría tratan la termodinámica y los últimos pretenden unir ciencia y humanismo. De sus ensayos cabe destacar “Introducción a la termodinámica de los procesos irreversibles”, “Las leyes del caos”, “El fin de las certidumbres” y “El nacimiento del tiempo”.

[7] Ilya Prigogine, Buenos Aires, 1999.

Máquinas del tiempo I

Máquinas del tiempo II: Bajo los astros

Máquinas del tiempo IV: Desajustes en el transcurrir

Máquinas del tiempo V: La cosmovisión definitiva

Máquinas del tiempo VI: Singularidad

Máquinas del tiempo VII: En movimiento

Categorías: Ciencia y Tecnología, Humanismo y Espiritualidad, Opiniones
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