sábado, 18 de enero de 2014

Por qué la ciencia no puede explicarlo todo


La dificultad de explicarlo todo no se debe a nuestra debilidad mental, sino a la estructura misma del universo. En los últimos siglos hemos descubierto que la trama del cosmos puede abordarse en varios niveles diferentes. Mientras no se descubre el siguiente nivel, lo que ocurre en el anterior no se puede explicar, sólo puede describirse. En consecuencia, para el último nivel que se conoce en cada momento nunca hay explicaciones, sólo puede haber descripciones.

Veamos un poco de historia:
  1. Los químicos del siglo XVIII descubrieron gran número de sustancias nuevas. Como no sabían cómo estaban constituidas, lo único que podían hacer con ellas era describirlas (en catálogos de propiedades), pero no tenían ninguna explicación.
  2. A principios del XIX, Dalton formuló la teoría atómica, que afirma que las moléculas están formadas por átomos que se combinan entre sí. A lo largo del siglo XIX, mientras se descubrían más y más elementos químicos (tipos de átomos), muchas propiedades químicas pudieron explicarse de esta manera, pero el nivel inferior, el de los átomos, no tenía explicación: sólo podía describirse. El sistema periódico de Mendeleev no era más que un catálogo de átomos. Un catálogo inteligente, pero nadie sabía por qué las propiedades de los átomos eran las que eran, ni por qué se agrupaban de esa manera y no de otra.
  3. A principios del siglo XX, tras el descubrimiento de la radiactividad y de las primeras partículas elementales, Rutherford propuso un modelo de la estructura del átomo. Con él se desciende otro nivel, hasta el tercero, el de las partículas elementales (electrones, protones, después neutrones), que con su forma de agruparse para formar átomos explican la estructura y las propiedades de éstos. Con esto, ya se conocían tres niveles: el de las moléculas, el de los átomos, y el de las partículas. Con las últimas, lo único que se podía hacer era describirlas. No se sabía, por ejemplo, por qué los protones tienen una carga positiva y los neutrones ninguna, sólo se sabía que así ocurre.
  4. A lo largo del siglo XX, como ocurrió en el XIX al nivel de los átomos, el número de partículas elementales proliferó desmesuradamente. Para poner orden, a finales de los años sesenta Murray Gell-Mann propuso la teoría de los quarks, que desciende un nivel más y explica el comportamiento de algunas partículas elementales, los hadrones. Ahora se sabe que un protón tiene una carga positiva porque está formado por dos quarks up con carga +2/3 y uno down con carga -1/3 (2/3+2/3-1/3=1), mientras el neutrón está formado por dos quarks down y uno up (2/3-1/3-1/3=0). pero nadie sabe por qué los quarks (y los leptones, como el electrón) tienen la carga que tienen. Sólo podemos describirlos.
Así estamos. Actualmente conocemos cuatro niveles: las moléculas, explicadas por los átomos; los átomos, explicados por las partículas elementales, a su vez explicadas por las partículas fundamentales (leptones y quarks), que por el momento no han sido explicadas por nadie.

¿Qué pasará en el futuro? Quizá lleguemos a explicar el comportamiento de las partículas fundamentales descubriendo un quinto nivel, pero entonces éste (cualquiera que sea) no tendrá explicación, sólo podrá describirse. Y así podríamos seguir hasta el infinito. El último nivel alcanzado siempre será inexplicable hasta que se descubra el siguiente.

La conclusión es evidente: la ciencia no puede explicarlo todo.
Manuel Alfonseca
Publicado también en Tecno y Ciencia, 4/5/2011

6 comentarios:

  1. Explicar y analizar son palabras parecidas, y solo se puede analizar lo que se puede descomponer

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    1. Tu comentario viene a ser como un resumen de mi artículo en una línea.

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  2. Efectivamente, personalmente creo que hay infinitos niveles. Si no los hubiera, es decir, si se encontrara una partícula verdaderamente "elemental" que no estuviera formada de componentes menores, podría hablarse de que esa partícula es Dios -en el sentido de que sería algo que estaría hecho de sí mismo, y que a su vez conforma el resto de cosas-, lo cual sería algo realmente notable.

    Ahora bien, si hay infinitos niveles "hacia abajo", probablemente también los haya hacia arriba. Es decir, que de planetas se formen sistemas, de sistemas galaxias, de galaxias cúmulos, de cúmulos el universo que conocemos, de este universo y otros una entidad todavía mayor, y así ad infinitum.

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    1. Pero hay una diferencia. Hacia abajo, podemos esperar descubrir nuevos niveles indefinidamente (mientras no se demuestre lo contrario). Sin embargo, hacia arriba, una vez alcanzamos el nivel del universo, parece razonable que sea imposible llegar más lejos (por definición, el universo incluye todo aquello que podemos percibir), por lo que deberíamos mantener un sano escepticismo respecto a lo que pueda haber más allá.

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    2. Quizás sí pudiéramos deducir que hay más niveles hacia arriba, aunque nunca observarlos directamente. Por ejemplo -y uniendo esto con otro de sus artículos-, dicen ahora los cosmólogos que el universo se está expandiendo de manera acelerada (no sólo por teorías, sino también por observaciones) y que será así ad eternum, con lo cual ahí tendríamos una función exponencial, que además parece que no se convierte en una logística.

      Podría ser entonces que no haya nada dentro del universo que frene esa expansión, pero entonces debería haber algo fuera que lo hiciera (que no podríamos observar, pero su existencia se manifestaría mediante esa interacción con nuestro universo). O bien asumimos que al menos esa expansión exponencial sí es sostenible...

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    3. En primer lugar, la expansión acelerada del universo (si se confirma) lo que expande es el espacio mismo, ningún objeto material se expande, por lo que no tiene por qué estar sometida al límite logístico que se aplica a otros procesos naturales cuando se agota la fuente de alimentación del proceso.

      En segundo lugar, si la expansión acelerada llegara a frenarse, habría que empezar por modificar las ecuaciones de Einstein, que ya no serían aplicables tal como están. Algo así se hizo cuando se descubrió la expansión acelerada, resucitando el término de la constante cosmológica, que había sido repudiado por el propio Einstein. Si la expansión se frena, no se sigue automáticamente que nuestro universo esté interaccionando con otro.

      Existen muchas teorías del multiverso, todas ellas incompatibles entre sí. Algunos de esos multiversos (como el de Everett, o el de Smolin, o el inflacionario, o el matemático de Tegmark) son indetectables por una u otra razón. Solo sería detectable el de la teoría M, pero para ello tendría que colisionar otro universo con el nuestro, lo que podría ser extremadamente catastrófico. Por eso prefiero mantener el escepticismo respecto a que podamos llegar más arriba que el universo.

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