¿Está en crisis la física teórica?

Nicolás Copérnico
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La física ha sido, durante los últimos siete siglos, la reina de las ciencias: su objeto es el estudio del nivel más bajo de la realidad; es la más afín a las matemáticas; la ciencia que ha visto llegar un número enorme de teorías y descubrimientos nuevos, espectaculares y, podríamos decir, revolucionarios. Veamos algunos de ellos:

  • Siglo XIII: Roger Bacon estudia la reflexión, la refracción, la aberración esférica y el uso de lentes para corregir defectos de la visión. Sugiere la posibilidad de construir telescopios, microscopios y vehículos voladores.
  • Siglo XIV: Jean Buridan, Nicolás Oresme, Alberto de Sajonia y los calculatores del Merton College revolucionan la Mecánica, apartándola por primera vez de la obra de los filósofos griegos e introduciendo conceptos nuevos como el de ímpetu.
  • Siglo XVI: Copérnico propone sustituir el sistema geocéntrico de Ptolomeo por uno heliocéntrico, mucho más sencillo. Kepler modifica la teoría de Copérnico y descubre las tres leyes empíricas que llevan su nombre.
  • Siglo XVII: Galileo perfecciona el telescopio y realiza con él descubrimientos astronómicos. Además recapitula y organiza los descubrimientos mecánicos del siglo XIV. Newton revoluciona la física con la teoría de la gravitación universal, que unifica la mecánica terrestre y la celeste, y realiza grandes avances en óptica. Otros físicos importantes de ese siglo son Pascal, Huygens, Boyle, Mariotte, y muchos más.
  • Siglo XVIII: Aunque se detecta cierta deceleración de los avances científicos, podemos mencionar a los Bernoulli, y ya a caballo con el siglo XIX, a Galvani, Volta y Laplace.
  • A partir del siglo XIX, los descubrimientos en física teórica y experimental y el número de físicos profesionales aumentan extraordinariamente. Quedándonos únicamente con los principales, mencionemos a Dalton, Faraday, Ampère, Gauss, Maxwell, Carnot, Lord Kelvin y Boltzmann.

Niels Bohr

A finales del siglo XIX se extendió entre algunos físicos la idea de que ya lo sabíamos todo, que no quedaba nada por descubrir. Sólo faltaban dos fenómenos por explicar: la radiación del cuerpo negro, y la constancia de la velocidad de la luz en el vacío, demostrada por el experimento de Michelson. En cuanto supiéramos eso, la física teórica quedaría cerrada, posiblemente para siempre.

A partir del año 1895, los acontecimientos se precipitaron. Una serie de descubrimientos inesperados revolucionó la física, abriendo campos nuevos de investigación y dando lugar a avances espectaculares y a la formulación de teorías nuevas y revolucionarias. Citemos algunas de las más importantes:

  • 1895-98: Descubrimiento de los rayos X por Röntgen, y de la radiactividad natural por Becquerel y los Curie.
  • 1900: Teoría de los cuanta de Planck, que explicó la radiación del cuerpo negro.
  • 1905: Explicación del efecto fotoeléctrico por Einstein. Teoría especial de la Relatividad, que explicó el experimento de Michelson.
  • 1911-13: Modelos atómicos de Rutherford y Bohr.
  • 1915: Teoría general de la Relatividad de Einstein, comprobada experimentalmente en 1919.
  • 1924: Teoría corpuscular-ondulatoria de la materia, por De Broglie.
  • 1926: Mecánica cuántica de Bohr, Heisenberg y Schrödinger.
  • 1931: Teoría del Big Bang, de Lemaître.
  • 1948: A partir de la teoría del Big Bang, Alpher, Gamow y Herman predicen la radiación cósmica de fondo y la composición media del cosmos.
  • Década de los 60: Glashow, Salam y Weinberg formulan la teoría electrodébil, que unifica el electromagnetismo con la interacción nuclear débil. Murray Gell-Man formula la teoría de los quarks. Predicción del bosón de Higgs.

Teoría de cuerdas

Desde entonces, y han pasado 50 años, no ha habido avances comparables en física teórica. Eso sí, se han formulado muchas teorías, como las de Gran Unificación, las de cuerdas y supercuerdas, diversas teorías de multiversos, la teoría de la inflación cósmica, y muchas más, pero ninguna de ellas ha recibido la más mínima confirmación. ¿Significa eso que la física está en crisis?

Francisco José Soler Gil piensa que sí. En su libro El enigma del orden natural, del que hablé en un artículo anterior, señala que, aunque el número de doctores en física vivos en la actualidad supera al número de todos los que vivieron anteriormente, y a que el número de artículos publicados ha crecido exponencialmente, los resultados dejan mucho que desear.

Pero Soler Gil no es el único en señalar esta situación. Ya en 1996, el periodista científico John Horgan lo hizo en su libro El fin de la ciencia, donde acuñó el término ciencia irónica para referirse a las teorías científicas que no se pueden confirmar, ni tampoco demostrar que son falsas, como las de los multiversos. En 2006, el físico Lee Smolin (autor, por cierto, de una de las teorías de multiversos) abundó en la misma idea en su libro Las dudas de la física en el siglo XXI. Y la física alemana Sabine Hossenfelder, de quien hablé en un artículo anterior, ha proporcionado argumentos contundentes en su ensayo Perdidos en las matemáticas, publicado en 2018, donde llega a decir que la física actual se rige por principios ocultos, como naturalidad, simplicidad y elegancia... que contradicen flagrantemente el objetivo científico de la objetividad. Principios ocultos que, como señala acertadamente Soler, son de naturaleza filosófica. Hossenfelder afirma que estos principios del campo de la estética son empleados irreflexivamente en la construcción de los modelos teóricos de la física actual, y sugiere que sería preciso revisarlos para salir del punto muerto en que se encuentra la disciplina. Esta última cita es del libro de Soler Gil, quien termina señalando otro posible obstáculo filosófico que puede estar contribuyendo a la actual parálisis de la física fundamental: la creciente pérdida de fe en el realismo científico. 

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Manuel Alfonseca

14 comentarios:

  1. Desde la época de los presocráticos, hubo en todo tiempo nominalistas, que no querían admitir más que una universalidad de los nombres, y consideraban los objetos particulares como designados por el nombre; los conceptualistas, que a pesar de reconocer una universalidad de conceptos, no veían en los conceptos más que estructuras del espíritu a las cuales nada correspondería enla realidad. En fin, los realistas, convencidos de que había en realidad una naturaleza correspondiente al nombre y al concepto universales. Sin embargo, el realismo se divide en diferentes corrientes. La escuela tomista calificó de realismo exagerado la concepción según la cual el universal existe en cuanto universal de la parta de las cosas. El platonismo (en el sentido que le dio la escolástica invocando a Aristóteles) está incluido en esta doctrina; en efecto, atribuye al universal una existencia fuera del espíritu y fuera de las cosas particulares. Por el contrario, Duns Scoto enseña la presencia de un ser de lo universal de las cosas. Su propio punto de vista, apoyado básicamente en la autoridad de Aristóteles, de Boecio, de San Anselmo y de santo Tomás, es llamado por los tomistas realismo moderado Esta corriente distingue la materia o de lo que está contenido en el concepto universal, es decir, la naturaleza y la forma, la generalidad. A la materia le atribuye un ser en la cosa particular, pero a la forma solamente le atribuyen un ser en el espíritu.

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  2. Hola Manuel,

    Lo que planteas me parece un tema muy interesante, relevante, y creo que no se le está prestando la debida atención. Todos los compañeros con los que hablo simplemente niegan que esta situación se esté dando.

    En realidad yo creo que no se trata solo de un problema de la física teórica, sino que puede ser extendido a más disciplinas. Personalmente esperaba mucho más de la ciencia del siglo XXI. Solo hay que comparar los logros de los 20 primeros años del siglo XX con los 20 primeros años del siglo XXI, en términos relativos de número de científicos, dinero invertido y herramientas disponibles.

    No se si te acuerdas que hace unos años pasé por tu despacho para contarde una idea que tenía de cómo desbloquear esta situación (cómo automatizar la búsqueda de preguntas interesantes). Si te intersa ver cómo estoy abordando el problema, puedes ver mi página web http://www.mathematicsunknown.com/

    Un saludo

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    1. Sí, recuerdo nuestra entrevista. Enhorabuena por el libro. Lo leeré.

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    2. Concuerdo en que el problema puede ser extendido a otras disciplinas. Justo hace unos días, comentaba con algunos amigos el hecho de que la antropología cultural suele incorporar conceptos filosóficos (vg: cosmovisión, ontológico, epistémico, repetición) en un intento de dotar de fundamento teórico a la disciplina. No obstante, estos conceptos frecuentemente suelen ser entendidos de una manera deficiente, a veces incluso superficial. Saludos desde México.

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  3. Dentro de mi ignorancia y de lecturas en diversas disciplinas me llama la atención la relación entre la ciencia y la filosofía. Como rfelfexión se me orcurre:

    Relación tanto en lo que respecta a LO QUE ORIENTA la búsqueda del hombre como EN LO SE REFIERE A LA INTERPRETACIÓN de lo hallado.

    Una vez más, las teorías reduccionistas muestran su flaqueza o debilidad.

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  4. Si esta de moda mezclar o confundir ciencia con filosofia y entonces los reduccionistas afirman que ellos son la ccienciae ignoran o se burlan de cientificos humanistas o dualistas porque consideran que la espiritualidad no es algo serio y debe ser oprimido esa es la inquisicion cientifista en la que estamos y se dedican a despretigiar a los diferentes creando sociedades de supuestos escepticos y llamando pseudocientificos a los cientificos humanistas

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  5. https://www.elespanol.com/omicrono/software/20210116/inteligencia-artificial-crea-imagenes-alucinantes-solo-frase/549695571_0.amp.html

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    1. Aunque esto no tiene nada que ver con este artículo, lo comento.

      Analizar un texto con una red neuronal y, por ejemplo, traducirlo a otra lengua, es algo que practicamos todos los días con el traductor de Google. Lo que plantea este artículo es una aplicación parecida, que en vez de traducir a otra lengua genera una imagen a partir de una biblioteca de piezas e imágenes prefabricada.

      Es una aplicación muy parecida a la de los traductores, salvo que los errores son más visibles en esta, pues se notan a la legua, mientras que en una imagen supuestamente surrealista cualquier error sería prácticamente indetectable.

      Si lo que le preocupa es si con esta aplicación ya hemos alcanzado la inteligencia artificial fuerte, la respuesta es claramente NO.

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  6. Parece increíble que don Manuel Alfonseca sea nominalista confeso, según se desprende de la lectura de numerosos artículos.

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    1. No sé de dónde ha podido sacar semejante idea. Soy realista confeso, lo he sido siempre, y lo he demostrado a menudo aquí. Por ejemplo, en mi artículo La cifra número 528 de PI planteé una situación en la que el nominalismo quedaba claramente en ridículo.

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    2. Me parece que el Prof. Alfonseca es más bien realista moderado. No creo que don Manuel comulgue con la doctrina de las ideas de Platón.

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    3. Pues sí, en cuanto a los conceptos de la vida ordinaria, soy más de Aristóteles que de Platón, pero en las matemáticas quizá podría considerárseme platonista, en el sentido de que no estoy de acuerdo con Kronecker ("Dios hizo los números enteros, el resto es obra del hombre").

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