Angel "Java" Lopez en Blog

Publicado el 4 de Abril, 2012, 7:16

Quería presentarles la parte inicial de una conferencia de Steven Weinberg, dada en honor de Paul A.M.Dirac.

Aunque me agradaría muchísimo honrar a Dirac proyectando una transparencia en la cual hubiera escrito las lyeyes finales de la física, no podré haberlo. Mi tema será necesariamente más modesto. Tendrá que ser: "¿Qué claves hallamos en la física actual que nos den indicios sobre la teoría final subyacente que descubriremos en algún momento del futuro?"

Este es el punto de este post. Ver cómo Weinberg entiende leyes finales y subyacentes en física, lo que yo llamo en otros posts "leyes fundamentales", que son fundamento de todo lo demás, como la química y (como estoy comenzando a discutir en mi serie Las bases de la vida ) la biología.

Ante todo, explicaré qué entiendo por "teoría subyacente". En los últimos cien años los científicos han forjado cadenas de explicación que descendían desde la escala de la vida cotidiana hasta niveles cada vez más microscópicos. Muchas de las viejas preguntas -¿por qué el cielo es azul?, ¿por qué el agua es húmeda? y demás- han hallado respuestas en función de las propiedades de los átomos y de la luz. A la vez, esas propiedades se han explicado en función de las propiedades de lo que llamamos partículas elementales: quarks, leptones, bosones y otras. Al mismo tiempo hubo un movimiento hacia una mayor simplicidad. No es que la matemática se vuelva más fácil a medida que transcurre el tiempo, o que la cantidad de partículas elementales supuestas decrezca necesariamente cada año, sino que los principios cobran mayor coherencia lógica; hay en ellos una mayor cualidad de "inevitabilidad". John Wheeler, mi colega de Texas, ha predicho que, cuando eventualmente conozcamos las leyes finales de la física, nos sorprenderá que no hubieran resultado obvias desde un principio. Sea como fuere, ésa es nuestra búsqueda: hallar un conjunto sencillo de principios físicos que posean la mayor inevitabilidad posible del cual se pueda derivar, en principio, todo lo que sabemos sobre física.

Y hasta donde sabemos, de ahí se deriva todo lo que tenemos como fenómenos, desde las reacciones químicas hasta el desenvolvimiento de la vida.

No sé si alguna vez llegaremos ahí; ni siquiera estoy seguro de que exista un conjunto de leyes físicas simpes, finales y subyacentes. Empero estoy seguro de que es bueno explorarlas, tal como los exploradores españoles, cuando enfilaron al norte desde el centro de México, buscaban las siete ciudades doradas de Cibola. No las encontraron, pero encontraron otras cosas útiles, como Texas.

;-)

Y ahora, no menos importante, su exposición de qué no es "ley final y subyacente". Y pone como ejemplo algo que muchos considerarían como ley fundamental, y que no lo es: es derivada.

También explicaré qué no entiendo por "leyes finales y subyacentes" de la física. Con esa expresión no quiero decir que otras ramas de la física corran peligro de ser reemplazadas por una versión definitiva de la física de partículas elementales. Creo que el ejemplo de la termodinámica nos será útil. Hoy sabemos muchísimo acerca de las moléculas del agua. Supongamos que en algún momento del futuro supiéramos todo lo que hay que saber sobre las moléculas del agua y que fuéramos tan buenos en informática que contáramos con ordenadores capaces de seguir la trayectoria de cada molécula en un vaso de agua. (Es probable que ninguna de ambas cosas ocurra jamás, pero supongamos que ocurrieran.) Aunque pudiéramos predecir el comportamiento de cada molécula en un vaso de agua, en ninguna parte de esa montaña de páginas impresas por ordenador hallaríamos las propiedades del agua que de veras nos interesan, propiedades como la temperatura y la entropía. Esta propiedades se deben abordar en sus propios términos y para ello tenemos la ciencia de la termodinámica, que trata sobre el calor sin reducirlo a cada paso a las propiedades de las moléculas o las partículas elementales. Hoy no hay duda de que la termodinámica, en últuma instnacia, es lo que es a causa de las propiedades de la materia de lo más pequeño. (Desde luego, eso era controvertido a principios de siglo, como ustedes sabrán si han leído, por ejemplo, una biografía de Boltzmann.) Pero en la actualidad no dudamos de que la termodinámica deriva en cierto sentido de principios físicos subyacentes más profundos. Aun así continúa siendo una ciencia en sí misma, y continuará siéndolo siempre. Lo mismo ocurre con otras ciencias que hoy gozan de mayor vitalidad y apasionamiento que la termodinámica, ciencias como la ciencia de la materia condensada y el estudio del caos. Y, desde luego, lo mismo ocurre con ciencias que están fuera del área de la física, como la astronomía y la biología, en lo cual también entra un ingrediente histórico.

Vean que Weinberg señala la historia: lo que hoy vemos en biología (organismos, plantas, animales) y en astronomía (planetas, estrellas, galaxias) es resultado de la historia de sus elementos y sistemas. Y también menciona propiedades (temperatura, entropía) que se aplican a sistemas, en este caso al sistema formado por las moléculas de agua.

Esta conferencia la encuentro (junto con otra excelente de Richard Feynman) en el libro "Las partículas elementas y las leyes de la física", editorial Gedisa.

Otros posts donde presento y comento a Weinberg:

Reduccionismo, según Steven Weinberg
La belleza en las teorías físicas, según Weinberg
Ciencia y el corrimiento al rojo
Física Cuántica (Parte 2) La Moneda Cuántica

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez
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Por ajlopez, en: Ciencia