La teoria M (Stephen Hawking)




Hasta la llegada de la física moderna se acostumbraba a pensar que todo el conocimiento sobre el mundo podría ser obtenido mediante observación directa, y que las cosas son lo que parecen, tal como las percibimos a través de los sentidos. Pero los éxitos espectaculares de la física moderna -basada en conceptos que chocan con la experiencia cotidiana- han demostrado que no es así. Por lo tanto, la visión ingenua de la realidad no es compatible con la física moderna. Para tratar esas paradojas, adoptaremos una posición que denominamos “realismo pendiente del modelo”, basada en la idea de que nuestros cerebros interpretan los datos de los órganos sensoriales elaborando un modelo del mundo. Cuando el modelo explica satisfactoriamente los acontecimientos tendemos a atribuirle, a él y a los elementos y conceptos que lo integran, la calidad de realidad o verdad absoluta. Pero podría haber otras maneras de construir un modelo de la misma situación física, empleando en cada una de ellas conceptos y elementos fundamentales diferentes. Si dos de esas teorías o modelos predicen con exactitud los mismos acontecimientos, no podemos decir que uno sea más real que el otro, y somos libres para utilizar el modelo que nos resulte más conveniente. (13-14)
En la historia de la ciencia hemos ido descubriendo una serie de teorías o modelos cada vez mejores, desde Platón a la teoría clásica de Newton y a las modernas teorías cuánticas. Resulta natural preguntarse si esta serie llegará finalmente a un punto definitivo, una teoría última del universo que incluya todas las fuerzas y prediga cada una de las observaciones que podamos hacer o si, por el contrario, continuaremos descubriendo teorías cada vez mejores, pero nunca una teoría definitiva que ya no pueda ser mejorada. Por el momento, carecemos de respuesta a esta pregunta, pero conocemos una candidata a teoría última de todo -si realmente tal teoría existe- denominada teoría M. La teoría M es el único modelo que posee todas las propiedades que creemos debería tener la teoría final, y es la teoría sobre la cual basaremos la mayor parte de las reflexiones ulteriores. (14)
La teoría M no es una teoría en el sentido habitual del término, sino toda una familia de teorías distintas, cada una de las cuales proporciona una buena descripción de las observaciones pero sólo en un cierto dominio de situaciones físicas. Viene a ser como un mapamundi: como es bien sabido, no podemos representar la superficie de toda la Tierra en un solo mapa. En la proyección Mercator, utilizada habitualmente en los mapamundis, las regiones del mundo parecen tener áreas cada vez mayores a medida que se aproximan al norte y al sur, y los polos Norte o Sur no aparecen representados. Para reproducir fielmente toda la Tierra se debe utilizar una colección de mapas, cada uno de los cuales cubre una región limitada. Los mapas se solapan entre sí y, donde lo hacen, muestran el mismo paisaje. La teoría M es parecida a eso.
Las diferentes teorías que constituyen la familia de la teoría M pueden parecer muy diferentes, pero todas ellas pueden ser consideradas como aspectos de la misma teoría subyacente. Son versiones de la teoría aplicables tan sólo en dominios limitados, por ejemplo cuando ciertas magnitudes como la energía son pequeñas. Tal como ocurre con los mapas que se solapan en una proyección Mercator, allí donde los dominios de validez de las diferentes teorías se solapan, éstas predicen los mismos fenómenos. Pero así como no hay ningún mapa plano que represente bien el conjunto de la superficie terrestre, tampoco existe una teoría que proporcione por sí sola una buena representación de las observaciones físicas en todas las situaciones. (14-15)
Hace algunos años el ayuntamiento de Monza, en Italia, prohibió a los propietarios de animales domésticos tener pececitos de colores en peceras redondeadas. El promotor de esta medida la justificó diciendo que es cruel tener a un pez en una pecera con las paredes curvas porque, al mirar hacia fuera, tendría una imagen distorsionada de la realidad. Pero ¿cómo sabemos que nosotros tenemos la visión verdadera, no distorsionada, de la realidad? ¿No podría ser que nosotros mismos estuviéramos en el interior de una especie de pecera curvada y nuestra visión de la realidad estuviera distorsionada por una lente enorme? La visión de la realidad de los pececillos es diferente de la nuestra, pero ¿podemos asegurar que es menos real?
La visión de los pececillos no es como la nuestra pero, aun así, podrían formular leyes científicas que describieran el movimiento de los objetos que observan en el exterior de su pecera. Por ejemplo, a causa de la distorsión, los objetos que se movieran libremente, y que nosotros observaríamos en una trayectoria rectilínea, serían observados por los pececillos como si se movieran en una trayectoria curvada. Ellos, sin embargo, podrían formular leyes científicas que siempre se cumplirían en su sistema de referencia distorsionado y que les permitirían hacer predicciones sobre el movimiento futuro de los objetos fuera de la pecera. Sus leyes serían más complicadas que las formuladas en nuestro sistema de referencia, pero la simplicidad es una cuestión de gustos. Si los pececillos formularan tal teoría, deberíamos admitir que tienen una imagen válida de la realidad. (47)

Stephen Hawking y Leornard Mlodinow, El gran diseño, Círculo de Lectores, Barna 2010

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