2008/04/13

El gran lío de la teoría de cuerdas

Estoy leyendo un libro valiente, escrito por un gran físico que ama la ciencia y es un buscador nato. No todos los científicos son buscadores, la mayoría no lo son. El buscador nato está dirigido por la pasión de querer saber en qué consiste la verdad más esencial de su disciplina. Su amor por la ciencia le ha llevado a denunciar una situación preocupante que atañe a la famosa teoría de cuerdas. En los últimos casi treinta años esta teoría tan prometedora se ha llevado la mayoría de los recursos humanos que se dedican a investigar las teorías físicas sin obtener resultados concluyentes. Peor todavía, en el mundillo de la investigación en teoría de cuerdas existe una actitud gregaria y alejada de la crítica difícilmente compatible con la que se le supone a los científicos.

El libro ( The trouble with physics) se titula en español " Las dudas de la física en el siglo XXI". ¿Es la teoría de cuerdas un callejón sin salida?, y lo ha escrito Lee Smolin, nacido en Nueva York, en 1955, y doctor en física por la Universidad de Harvard. Ha sido profesor en las universidades de Yale, Syracus y Pennsylvania State antes de ayudar a fundar el Perimeter Institute de Física Teórica en Canadá, en el que trabaja desde 2001. Sus principales contribuciones en física han sido en el dominio de la gravedad cuántica.

Smolin en este libro denuncia, por ejemplo, que en Estados Unidos los teóricos que trabajan en temas de física fundamental que no se incluyen en la teoría de cuerdas apenas tienen oportunidades de hacer carrera en física. En los últimos quince años, en las universidades estadounidenses que se dedican a la investigación, se han nombrado tan sólo a tres profesores adjuntos cuyo trabajo en aspectos de gravedad cuántica no forman parte de la teoría de cuerdas, y estos tres nombramientos se hicieron en un único grupo de investigación. Además, la teoría de cuerdas, aun cuando desde el punto de vista científico presente graves problemas, ha conseguido triunfar en el mundo académico.

Para Lee Smolin, esta situación perjudica en gran manera a la ciencia, porque ahoga la investigación en otras direcciones, algunas de ellas muy prometedoras, y se pregunta ¿cómo es posible que la teoría de cuerdas, que ha sido investigada por más de mil físicos de entre los mejor formados y los más brillantes trabajando en las mejores condiciones, corra el peligro de fracasar?. En ella se trabaja con un estilo pragmático y duro que favorece el virtuosismo en el cálculo más que la reflexión sobre difíciles problemas conceptuales. Una manera profundamente diferente a como trabajaron los científicos revolucionarios de principios del siglo XX, cuyo trabajo surgió tras profundas reflexiones acerca de las cuestiones más elementales sobre el espacio, el tiempo y la materia y que entendían que su trabajo formaba parte de una tradición filosófica más amplia en la que se sentían como peces en el agua.


La tendencia actual que se sigue en el ámbito de la teoría de cuerdas puede tener trágicas consecuencias si la verdad se encuentra en una dirección que exige el replanteamiento radical del modo de entender nuestros conceptos fundamentales del espacio, el tiempo y el mundo cuántico. Smolin ha escrito un libro de denuncia, pero sobre todo ha escrito un libro de física en donde desde la perspectiva de un gran conocedor de esta disciplina, se da un repaso en profundidad de la situación actual, de donde venimos y hacia donde vamos. Se plantean los cinco grandes problemas de la física teórica, se habla en profundidad sobre la teoría de cuerdas y sobre gravedad cuántica, pero sobre todo nos explica lo que es y lo que no es la ciencia. Los cinco grandes problemas se enumeran de la siguiente forma:
Problema 1: combinar la teoría de la relatividad general y la teoría cuántica en una única teoría que pueda afirmar ser una teoría completa de la naturaleza.
Problema 2: resolver los problemas de los fundamentos de la mecánica cuántica, sea haciendo que la teoría tenga sentido en su formulación actual, sea inventando una nueva teoría que tenga sentido.
Problema 3: determinar si las diversas partículas e interacciones pueden unificarse en una teoría que las explique a todas como la manifestación de una única entidad fundamental.
Problema 4: explicar cómo determina la naturaleza los valores de las constantes libres del modelo estándar de la física de partículas.
Problema 5: explicar la materia oscura y la energía oscura. O, si no existen, determinar en que modo y por qué la gravedad se modifica a grandes escalas. Y, de manera más general, explicar por qué las constantes del modelo estándar de cosmología, entre ellas la energía oscura, tiene los valores que tienen.

A diferencia de la teoría de cuerdas, en el ámbito de la gravedad cuántica no hay teorías grandiosas, ni modas ni manías, tan sólo un pequeño grupo de excelentes investigadores trabajando duro en diversas ideas muy relacionadas entre sí. Aunque se está investigando en varias direcciones, también existen algunas ideas unificadoras que proporcionan a este campo de estudio una coherencia general. La idea principal unificadora resulta sencilla de enunciar:" No hay que empezar por el espacio, ni por nada que se mueva en el espacio". Hay que empezar por algo que sea mecánico-cuántico puro y que, en lugar de espacio, tenga algún tipo de estructura cuántica pura. Si la teoría es correcta, entonces el espacio debe emerger, representando algunas propiedades medias de la estructura, en el mismo sentido en que la temperatura emerge como una representación del movimiento medio de los átomos.

14 comentarios:

Aker dijo...

Interesante el artículo, como interesante promete ser la obra referida.
Para los profanos como yo, la Teoría de Cuerdas ofrece connotaciones desalentadoras. La primera es, como bien recuerda el artículo, que más de mil físicos trabajando duro a lo largo de décadas aún no han logrado una formulación satisfactoria cuando antes, al revés, un sólo físico era capaz de cambiar la historia, caso de Galileo, Newton, Einstein, Planck, etc...
Pero el problema más profundo para todos parece ser el de que tal teoría es todo menos una 'teoría', una formulación conceptual. La Teoría de Cuerdas da una serie de respuestas a ninguna pregunta, a ninguna formulación conceptual previa. Y las respuestas que da no resultan comprensibles, no por lo abstracto e irrepresentable de las mismas, sino porque no se refieren a ningún concepto.
En ese sentido, soy de los que se apuntan a la oposición a las cuerdas. El monopolio de la Física por tal teoría da cuenta del marasmo y estancamiento de nuestra sociedad.
Por lo que sea, me es imposible entrar en el foro de la página astronómica del día (la nebulosa Hélice). Me da nuevamente error como hace días.
Saludos.

Aker

Salvador dijo...

El esfuerzo en esta teoría no habrá sido completamente inútil, aunque no triunfe, pero a qué precio.Yo tambien me he dejado seducir más de una vez por la belleza de esta teoría, pero confieso que es bastante preocupante el panorama que presenta Smolin.

Un saludo Aker.

Anónimo dijo...

Aguante la gravedad variable!!!,la belleza matematica puede ser una busqueda mas en nuestro interior que una busqueda de la verdad....

Jman

Aker dijo...

Salvador: El panorama que presenta Smolin es preocupante porque sigue siendo el mismo panorama que ofrecía la teoría de cuerdas allá por los años 80. En una obra, publicada en castellano por Alianza, 'Supercuerdas ¿Una Teoría de Todo?', 1988, serie de entrevistas de P. Davies a los principales cerebros de la teoría, se pueden leer las afirmaciones de Edward Witten (pgs. 130-131) que nombran ya el problema por resolver de la teoría de cuerdas:

'...La física es, esencialmente, una cuestión de descubrir conceptos. Lo que está pendiente y es insatisfactorio en la teoría de cuerdas en el presente es que, a pesar de muchos descubrimientos maravillosos que se han hecho, tenemos una comprensión muy pobre del marco conceptual suyo propio... La cuestión central en la que más nos gustaría progresar sería intentar dilucidar el marco lógico en el que la teoría de cuerdas debe ser comprendida. El problema podría permanecer sin solución durante muchos años.'

Su predicción ha resultado profética. Han pasado muchos años y no se ha encontrado aún la pregunta a la que tal teoría daría respuesta.
Por otra parte, el problema 2 de Smolin tiene que ver con esto: la teoría de cuerdas es un caso más de la metodología propia de la Mecánica cuántica, que también carece de toda teoría, de todo concepto de partida: sólo hay hechos experimentales, formulaciones matemáticas de sus constantes; y una intepretación ideológica, de Bohr y otros, convertida en dogma, pero criticable como toda ideología.
Al final, el problema de la ciencia parece encontrarse fuera de ella. Parece encontrse en las palabras con que la contamos.
Saludos.

Aker

Salvador dijo...

Efectivamente Aker, conozco el libro, en formato libro de bolsillo. Saludos y gracias por tu aportación tan interesante.

Aker dijo...

No tengo tiempo hoy para escribir. Sólo decir que me gusta tu blog y me gusta la sensibilidad con que lo escribes. A un científico le pido, antes que nada, sensibilidad. Se supone que ya ha de tener inteligencia, capacidad de cálculo, reflejos, etc...
Pero sin sensibilidad se vuelve como un pequeño bohr de piedra (y perdón por la broma).
Ánimos. Tienes un material de gran profundidad y claridad en la exposición. Los profanos como yo podemos perder el miedo.
Saludos.

Aker

Anónimo dijo...

A mi tampoco es que me dé mucha confianza la teoría de cuerdas. En parte por este carácter casi escolástico y etereo que parece que tiene sobretodo por no ser falsable.
Sin embargo creo que es muy enriquecedor para el conocimiento humano ver el mundo desde la perspectiva "cuerdista", siempre y cuando no se malgaste la riqueza material en exceso. Aunque al final resultara que la teoría es "del todo equivocada" ya habremos aprendido "un modo de no hacer" una teoría del todo.

Carlos el baterillero dijo...

Hola Salvador

Me enteré de la Teoría de las Supercuerdas, a partir de unos artículos publicados por El Comercio(Diario de Perú), hace como unos 20 años...a raiz de esos artículos, se publicó un libro: Teoría de las Supercuerdas, en lenguaje para no físicos y no matemáticos...pasados unos 15 años, pude acceder a ese libro y me maravillé por todo lo que aprendí en el.

Me volví cultor de la teoría, a pesar de no entender mucho de ella...ahora luego de leer tu post, como que se siente un desencanto sobre lo que a producido la teoría, a pesar de todo el esfuerzo que se dedicó a ella.

De hecho no son los tiempos de Newton, Copérnico o Galileo...el reto es mucho mayor cada vez y quizás eso dificulta el llegar a una solución, no de la teoría en si (Supercuerdas), sino de lo que espera lograrse con ella.

Saludos desde Perú

Carlos el baterillero

Salvador dijo...

Tal vez nos dejamos llevar por bellos cantos de sirena, y va siendo la hora de retomar la dura travesía.Un saludo Carlos.

Aker dijo...

Carlos: Yo también pensaba lo mismo que tú:

*De hecho no son los tiempos de Newton, Copérnico o Galileo...el reto es mucho mayor cada vez...*

Pero dejé de pensar así. El reto es el mismo siempre. Hoy abordamos retos mayores; pero también sabemos más. Estamos en la misma situación de Newton o Tales de Mileto.
Saludos.

Aker

Carlos el baterillero dijo...

Hola aker, buen día

De hecho sabemos más...y eso nos hace aspirar a más...ó también nos hace ver, que es mucho más lo que nos falta por aprender.

Tal parece como dijo el señor Arthur C. Clark: "llegará el día, en que el nivel de la ciencia y la técnica, se haga indistinguible de la magia"

Amigo salvador, los bellos cantos de sirena, son precisamente la dura travesía.

Saludos
Carlos el baterillero

Salvador dijo...

Un saludo y gracias amigos, me han encantado vuestros comentarios. Volved pronto.

Anónimo dijo...

La verdad, al principio no creía en la teoría de cuerdas porque me parecia simple en cuanto a lo conseptual. Empese a leer una introduccion a la teoría y casi me crei que era buena, hasta que lei un articulo sobre la gravedad segun la teoría M y lo compare con uno de la Loop Quantum Gravity. Me quedo con la Loop Quantum Gravity y la teoría unificada de Lee Smolin.

Anónimo dijo...

El hecho de que se inviertan grandes recursos en una teoría como esta no deber ser para nada preocupante, ni tampoco el que pueda llevar o no a resultados correctos. Estoy seguro que en esta investigación no se gasta por año ni siquiera la centecima parte de lo que se invierte en la guerra.