Este artículo es sobre predecir el futuro. Antiguamente la explicación
a los fenómenos naturales era Los Dioses, paulatinamente
fuimos viendo las
regularidades de estos fenómenos como el movimiento de los cuerpos celestes, la
astronomía había nacido. Hace alrededor de 300 años Newton la asentó en una
sólida base matemática. Después vimos que otros fenómenos se podían explicar
mediante leyes científicas determinadas, eso nos guió al determinismo.
En el siglo IXX Laplace
formulo su teoría “si sabemos la
velocidad y posición de todas las partículas
de universo en un momento, podríamos saber su futuro o pasado”. En teoría esto
nos permite predecir el futuro, pero en la práctica la complejidad de las
ecuaciones y su caos nos lo dificultan.
En el siglo XX tenemos formas de refutar ese determinismo. Como
la física quántica, iniciada por Max Planck al tratar de resolver una paradoja,
según las ideas tradicionales del siglo IXX todos los cuerpos calientes emitían
radiación, implicando que todos los cuerpos del universo estarían a la misma
temperatura, lo que obviamente no pasa. Entonces propuso que la radiación se
emitía en paquetes o cuantos, significando que solo un cuerpo muy caliente
tendría la energía necesaria como para emitir un cuanto de rayos x por ejemplo.
Aunque él solo lo haya tomado como un truco matemático los físicos vieron otros
comportamientos que solo podían explicarse mediante cuantos.
Las implicancias no se notaron hasta que en 1926 Werner
Heisenberg formuló su Principio de Incertidumbre que dice que no podemos saber
con precisión la velocidad y la posición de una partícula porque al medir una
alteramos la otra.
La visión de Eistein sobre esto se resume a su famosa frase
“Dios no juega a los dados” decía que la realidad era intrínsecamente
determinista visible por Dios, sin embargo la naturaleza quántica de la luz no nos
deja ver a nosotros. Esto se llamaría ahora Teoría de Variables Ocultas, sin
embargo los experimentos realizados por John Bell mostraron ser inconsistentes
con variables ocultas, por lo que aparentemente incluso Dios esta ligado al
Principio de Incertidumbre y no puede saber la velocidad y posición de una
partícula, es decir, no solo juega a los dados sino que los tira cada vez que
puede.
La física quántica fue desarrollada por Heisenberg,
Schroedinger y Dirac. A pesar de los 70 años de la física quántica no es por lo
general entendida o apreciada incluso por aquellos que la utilizan para hacer
cálculos. Sin embargo debería de preocuparnos a todos por ser una imagen
totalmente diferente del universo físico y la realidad misma. En física
quántica las partículas no tienen posiciones y velocidades bien definidas, en
lugar de eso son representadas por lo que se llama función de onda. Si se sabe
la función de onda en un momento, entonces los valores en otros momentos se
pueden determinar utilizando la llamada ecuación de Schroedinger. Por lo tanto
todavía tenemos un poco de determinismo solo que no de la forma en que Laplace
lo vio podemos predecir la mitad de lo que pensábamos en el siglo IXX.
Laplace mismo escribió un trabajo muy interesante sobre como
algunas estrellas podrían tener un campo gravitacional tan fuerte que ni la luz
misma podría escapar de ellas. A pesar de que Laplace quizás no se dio cuenta
la misma idea fue propuesta 16 años antes por John Mitchellen un trabajo de
transacciones filosóficas de la Royal Society. Ambos, Mitchell y Laplace pensaron
en la luz como partículas como de balas de cañón que pueden ser ralentizadas
por la gravedad, pero si la luz tiene una velocidad determinada sin importar la
dirección de la cual venga, como puede pasar esto?
Era imposible para las concepciones de espacio y tiempo pero
en 1015 Eistein formula su Teoría General de la Relatividad donde el
espacio y el tiempo eran dos direcciones de la mismacosa llamada
espacio-tiempo, este espacio-tiempo es en lugar de plano, curvo. Las estrellas
curvan el espacio-tiempo a su alrededor, estrellas cada vez mas masivas y
compactas lo curvan hasta un punto critico creando lo que John Wheeler llamo
hoyos negros. El impacto que tiene esto en el determinismo es que no solo las
partículas que caen se perderán en ellos para siempre sino también la información
que traen. Eso seria irrelevante si los hoyos negros existiesen para siempre,
pero estos emiten. Lo que caiga al hoyo negro no tiene importancia para estas
emisiones en los hoyos negros sin importar el estado inicial el final es el
mismo. En cambio en la visión determinista hay una correspondencia de uno a uno
entre diferentes estados. Teniendo una función de onda de un momento podíamos
calcular la de otro.
Se puede pensar que no importa mucho que el determinismo se
rompa cerca del hoyos negros ya que estamos a unos cuantos años luz de alguno,
pero el Principio de Incertidumbre implica que en cada región del universo hay
pequeños hoyos negros que se crean y desaparecen, ya que son relativamente muy
pequeños la perdida de información es irrelevante a la escala en la cual
vivimos, pero si tienen repercusiones en determinadas circunstancias como el
universo temprano o colisiones de partículas de alta energía. Lo que puede
desembocar en una de la evolución del universo impredecible.
En síntesis la visión determinista de Laplace se cambio con
el Principio de Incertidumbre que ya no dejaba conocer la velocidad y posición
de una partícula pero si su función de onda, ahora con los
agujeros negros esta
capacidad de predicción también desaparece. Podemos calcular las probabilidades
pero ya nada certero. El universo no esta regido estrictamente por las leyes de
la ciencia como pensó Laplace. Dios todavía tiene unos cuantos trucos bajo la
manga.