¿Ilusión o ignorancia?

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Cada civilización es ciega para algunas cosas, mientras ve otras con cierta claridad. Esto tiene la consecuencia de que hay problemas que una civilización se empeña en resolver, aunque es posible demostrar que no tienen solución. Esto le pasó, por ejemplo, a la civilización greco-romana con el problema de la cuadratura del círculo con regla y compás. Hubo que esperar hasta la civilización siguiente (la nuestra) para demostrar que es imposible resolverlo.

Por otra parte, el hombre exhibe una tendencia evidente a negar la existencia de aquello que no entiende. Esto le está pasando a nuestra civilización con dos conceptos que se nos han atascado, que nos empeñamos en explicar, pero que no tienen una solución evidente: el fluir del tiempo y la auto-consciencia humana. En ambos casos, muchos de los pensadores de los dos últimos siglos han recurrido a decir que ambos conceptos son ilusiones, que en realidad no existen. Veámoslo con más detalle:

¿Viajes hacia el pasado?

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S.Agustín, por Louis Comfort Tiffany
Lightner Museum

En sus Confesiones (Libro XI, capítulo 14), San Agustín escribió estas palabras, que hoy mantienen toda su vigencia:

¿Qué es, pues, el tiempo? Si nadie me lo pregunta, lo sé; pero si quiero explicárselo al que me lo pregunta, no lo sé.

En la situación actual de nuestros conocimientos científicos y filosóficos, seguimos sin saber lo que es el tiempo.

·         Para la filosofía clásica y para la ciencia de Newton, el tiempo es una propiedad del universo. Existiría, por lo tanto, un tiempo absoluto.

·         Para Kant, el tiempo es una forma a priori de la sensibilidad humana (o sea, una especie de recipiente mental al que se adaptan nuestras experiencias sensoriales).

·         Para Einstein el tiempo es relativo al estado de reposo o movimiento de cada objeto físico. No existe, por tanto, un tiempo absoluto.

·         Para la teoría cosmológica estándar, para cada objeto físico sí es posible definir un tiempo cósmico absoluto, que mide la distancia temporal desde el Big Bang hasta la actualidad.

·         Para la teoría A del tiempo (utilizando la nomenclatura de J.McTaggart) el flujo del tiempo es parte de la realidad. El pasado ya no existe. El futuro aún no existe. Sólo existe el presente. Si la teoría A es correcta, los viajes hacia el pasado son imposibles, porque no se puede viajar a lo que no existe.

·         Para la teoría B del tiempo, el fluir del tiempo es una ilusión. Pasado, presente y futuro existen simultáneamente, sólo que para cada uno de nosotros el pasado ya no es accesible directamente, y el futuro todavía no lo es. Einstein adoptó la filosofía B del tiempo. En una carta de pésame escribió esto, para consolar a su interlocutor por la pérdida de un ser querido: 

La distinción entre pasado, presente y futuro es sólo una ilusión, aunque persistente.

Hilos temáticos en Divulciencia

En este momento, y sin contar este, el blog Divulciencia contiene 225 artículos. Hace cosa de un mes uno de mis lectores, José Manuel Ramos Gascón, me señaló un problema que voy a parafrasear con las siguientes palabras:

Este blog tiene ya muchos artículos que han sido publicados sin seguir ninguna línea argumental, por lo que forman una ristra cronológica y es difícil orientarse entre ellos. Por ello te sugiero que establezcas un sistema de categorías base que permita clasificar las entradas y seguirlas de forma más ordenada de lo que ahora es posible.

Me pareció una idea excelente. Naturalmente, establecer esos hilos temáticos que permitan seguir los artículos asociados con un tema desde el principio hasta el final supone bastante trabajo, pues es preciso modificar todos y cada uno de los artículos previamente publicados en el blog, añadiendo al final del artículo información sobre el hilo al que pertenece, con enlaces a los artículos anterior y siguiente dentro del mismo hilo. Por eso voy a hacerlo progresivamente, a medida que encuentre tiempo para ello.

De momento, tengo ya preparados once hilos temáticos. Si no se dice lo contrario, el orden de un hilo es el cronológico de la publicación de los artículos incluidos en él. El enlace asociado al título conduce al primer artículo del hilo. Dichos hilos son los siguientes:

Tiempo cíclico y tiempo lineal

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Stephen Hawking

En un artículo publicado en 1999 en el volumen 879 de los Anales de la Academia de Ciencias de Nueva York, Pier Luigi Luisi plantea los dos modelos tradicionales del tiempo que han proliferado en la filosofía y la mitología tradicionales de las diversas civilizaciones históricas de la humanidad. No confundir con los dos modelos filosóficos originados en el siglo XX, el tiempo-A y el tiempo-B, de los que hablé en otro artículo de este blog.

• El tiempo cíclico, predominante en las civilizaciones asiáticas y en el mundo greco-romano hasta que se impuso en él la visión cristiana del mundo. El origen de este modelo es evidente, pues muchos fenómenos naturales son cíclicos: la salida y la puesta del sol, las fases de la luna, los movimientos anuales de las estrellas, sincronizados con las estaciones y con muchos fenómenos biológicos...
• El tiempo lineal, predominante en las tres religiones que se consideran descendientes de Abraham: judaísmo, cristianismo e Islam. Este modelo del tiempo se puede comparar con el transcurso de la vida de cualquier ser vivo, que empieza en el nacimiento, se prolonga con cambios durante cierto tiempo, y termina con la muerte.

Tiempo (ir)reversible: ¿ilusión, o simplificación?

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Ilya Prigogine

Sabemos que Einstein creía que el paso del tiempo es una ilusión. En una carta de pésame que escribió en 1955 dijo esto: ...la distinción entre pasado, presente y futuro es sólo una ilusión, aunque persistente. Para afirmar esto se basaba en que las ecuaciones de la gravitación de Newton, las suyas propias de la Relatividad General, las de Maxwell (que se aplican a las ondas electromagnéticas) y la de Schrödinger (que calcula la función de onda de una partícula en el marco de la mecánica cuántica) son todas simétricas con respecto al tiempo.

¿Cómo se explica entonces que nos parezca tan evidente que el tiempo transcurre del pasado hacia el futuro? Usualmente, los físicos que creen que el tiempo es una ilusión lo explican diciendo que en el nivel microscópico el tiempo es realmente reversible, pero que al pasar al nivel macroscópico aparecen fenómenos nuevos, emergentes, uno de los cuales es la irreversibilidad del tiempo. Pongamos un ejemplo:

De acuerdo con las teorías usuales, el movimiento de las moléculas de un gas es perfectamente reversible. Si invertimos la dirección del tiempo, todas las partículas se comportan exactamente igual y siguen chocando unas con otras, sólo que sus movimientos se efectuarían en sentido contrario. Sin embargo, cuando consideramos todos los trillones de partículas que constituyen una masa de gas, vemos que surgen fenómenos irreversibles, como el hecho de que el gas tiende siempre a ocupar el mayor espacio posible, y es mucho menos probable que se acumule en un rincón del recipiente.

El problema es que nuestras teorías físicas se basan en aproximaciones. Las matemáticas son una herramienta muy importante para la física, pero en matemáticas existen varias clases de problemas muy diferentes, que difieren entre sí en la dificultad necesaria para resolverlos. Veamos algunos:

¿Pueden evitarse las paradojas de los viajes en el tiempo?

Portada de Fantastic SciFi con una
historia de Porges (The shadowsmith)

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En un cuento de ciencia-ficción escrito en 1962 por Arthur Porges y titulado The rescuer (El rescatador), los inventores de una máquina del tiempo descubren que un hombre ha entrado en la máquina para viajar hacia el pasado. Para impedírselo, destruyen la máquina con el hombre dentro. Cuando se les juzga por asesinato y destrucción de bienes valiosos, se explican:

Este hombre se llevó consigo un rifle de repetición y cinco mil balas explosivas. Su intención era trasladarse al Gólgota para rescatar a Jesucristo de los soldados romanos. En breve, impedir la crucifixión. Con un rifle moderno, quizá lo habría conseguido. ¿Y entonces qué?... ¿Qué efecto tendría eso en el futuro, en toda la historia secular y religiosa?

El cuento es un ejemplo excelente de la paradoja de la predestinación que mencioné en un artículo anterior, entre otras varias que nos hacen dudar de la posibilidad de realizar viajes en el tiempo. Pero ¿no hay ninguna manera de evitar las paradojas? ¿Es posible idear una teoría que las elimine y haga factibles, al menos en principio, los viajes en el tiempo? Se han propuesto varias formas de conseguirlo.

¿Será posible viajar en el tiempo?

Hibernación en 2001, una odisea del espacio

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La respuesta obvia a esta pregunta, tal como está formulada, es que sí, ¡claro que es posible! Todos viajamos en el tiempo a razón de 24 horas al día.

Naturalmente, no es esto lo que usualmente se piensa cuando se hace la pregunta. Lo que se quiere decir es si será posible algún día dar saltos bruscos en el tiempo, ya sea hacia adelante (hacia el futuro) o hacia atrás (hacia el pasado).

Existen varios esquemas para viajar hacia el futuro. Aunque no sean posibles por el momento, podrían llegar a serlo. Por ejemplo, quizá algún día un ser humano podrá hacerse congelar y permanecer en animación suspendida, para despertar y reanudar su vida ordinaria cien años más tarde. O podría tomar pasaje en una nave espacial que haga un viaje a velocidad relativista y vuelva al punto de partida un siglo después, aunque para los viajeros el tiempo transcurrido haya sido sólo de un año. En ambos casos, desde el punto de vista de la persona en cuestión, habría habido un viaje en el tiempo, aunque en realidad no se habría producido ningún salto brusco, porque el tiempo habría seguido pasando para el cuerpo en hibernación, aunque la mente no fuese consciente de ello, y también para el viajero relativista, aunque en ese caso transcurriría de forma acelerada.

Pero cuando se habla de viajes en el tiempo no nos referimos a estos casos, posibles en principio, sino a desaparecer del presente y aparecer en un pasado o futuro más o menos lejano, saltándose los tiempos intermedios. ¿Seremos algún día capaces de hacerlo?

El tiempo, ¿una ilusión?

Albert Einstein, 1947

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Los físicos tienen tendencia a negar la existencia real del tiempo irreversible y a veces lo consideran una ilusión, un fenómeno psicológico, una apariencia. En una carta de pésame que escribió Einstein en 1955, dijo: ...la distinción entre pasado, presente y futuro es sólo una ilusión, aunque persistente. Curiosa manera de consolar a quien ha perdido a un ser querido. Sus razones para decirlo fueron estas:

·         Si en las ecuaciones de la gravitación universal de Newton se cambia el signo de la variable que representa el tiempo, las ecuaciones no cambian. Si viésemos la película de un proceso gravitatorio, la teoría predice que no seríamos capaces de detectar si la proyección está al derecho o al revés.

·         Lo mismo ocurre con las ecuaciones de Maxwell, que describen el comportamiento de las ondas electromagnéticas.

·         Lo mismo ocurre con las ecuaciones de Einstein, que sustituyen a las de Newton para describir la gravedad.

·         Lo mismo ocurre con la ecuación de Schrödinger, base de la mecánica cuántica.

El problema es que las ecuaciones mencionadas no constituyen toda la física. El segundo principio de la termodinámica implica la existencia de una flecha del tiempo. Y como dijo en 1928 el inventor de este término (Eddington), si tu teoría se opone al segundo principio... le espera el colapso en la más profunda humillación.

Toda teoría física es una abstracción en la que siempre se simplifica, se eliminan partes de la realidad. Si la irreversibilidad del tiempo es una de esas simplificaciones, no es de extrañar que el resultado final sea reversible. En los hechos reales, en cambio, no hay abstracción que valga. Hay que aplicarles a la vez todas las teorías de la física. También el segundo principio de la termodinámica. Si lo hacemos, la supuesta simetría temporal desaparece.

• Una de las primeras aplicaciones de la teoría de Newton describe la caída de una manzana. Si se

  

  Newton y su manzana

  proyecta una película que muestra en el suelo varios pedazos de manzana, que de pronto se ponen en movimiento y se reúnen en una sola pieza de fruta, que después sube hacia arriba hasta quedar sujeta a un árbol, ¿tendríamos dificultad para saber si está proyectada al derecho o al revés? El hecho de que no la tengamos es consecuencia del segundo principio de la termodinámica.
• Esto se aplica también a los movimientos de los cuerpos celestes. Imaginemos una grabación de la órbita de Mercurio en la que se pueda ver el sol. Estudiando el movimiento de las manchas solares podríamos deducir si la película está proyectada al derecho o al revés. Las manchas solares son consecuencia de fenómenos termodinámicos.
• La desintegración radiactiva es otro ejemplo de un proceso reversible en teoría, pero irreversible en la práctica, hasta el punto de que la proporción de uranio-238 y plomo-206 en una roca nos proporciona un método fiable para calcular su edad. La cadena de desintegraciones del uranio al plomo es muchísimo más probable que la cadena inversa, aunque las teorías físicas digan que podría ser reversible.
• Diga lo que diga la ecuación de Schrödinger, la mecánica cuántica, en la interpretación de Copenhague, exige la irreversibilidad del tiempo. Si un fotón impacta contra un electrón con cierta energía, el electrón queda en dos estados de espín superpuestos. Si se mide el espín, la superposición cuántica colapsa en un valor positivo o negativo. Este proceso implica una dirección del tiempo: primero viene el impacto del fotón, luego el electrón en dos estados superpuestos, finalmente una medida y un colapso cuántico. El proceso inverso no puede darse.

En todos estos ejemplos, en cuanto se hace intervenir toda la física sin excluir la termodinámica, la supuesta reversibilidad del tiempo desaparece.

Parece que los físicos tienen tendencia a poner sus teorías por encima de la realidad, haciendo lo contrario de lo que exige el método científico. Ni siquiera grandes hombres como Einstein estuvieron exentos de ello.

Otro día hablaremos de la causalidad.

Hilo El Tiempo: Siguiente

Manuel Alfonseca