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lunes, agosto 23, 2010

Señales del Futuro: Determinismo

Hace poco tuve ocasión de ver la película Señales del futuro (lo sé, voy con mucho retraso en cuanto a pelis se refiere). El protagonista (Nicolas Cage) es un profesor de astrofísica del MIT, y al principio de la peli le vemos dar una charla a sus alumnos sobre el determinismo. Utilizando como ejemplo el hecho de que la distancia de la Tierra al Sol es la adecuada para permitir la vida tal y como la conocemos, expone dos concepciones contrapuestas: en una de ellas, el determinismo, todo ocurre por un motivo; en la otra, todo ocurre por azar.

Sin embargo, el personaje está exponiendo un concepto de determinismo que difícilmente podría enseñarse en una clase de astrofísica (o de ciencias en general), ya que no se trata de determinismo científico. Al usar el ejemplo de la Tierra, y plantear si el hecho de que haya vida en nuestro planeta es simple azar o hay algún propósito detrás, en realidad lo que está planteando es si existe algún tipo de «mano oculta» o «diseñador inteligente» que ha colocado cada elemento de la creación con un propósito determinado.

Como ya expliqué hace tiempo, el determinismo científico lo que nos dice es que todo tiene una causa. Pero no un propósito, una causa (que no es lo mismo). Si pudiéramos conocer todas las leyes físicas del universo, y pudieramos conocer el estado de todas las partículas que forman el universo en un instante dado, podríamos saber la evolución del mismo de forma determinista, o lo que es lo mismo, podríamos predecir el futuro. Obviamente, nunca podremos conocer el estado del universo con tanto detalle, y a día de hoy, ni conocemos todas las leyes que lo rigen, con total exactitud (y podríamos discutir si podríamos conseguirlo o no, pero eso es otra historia), por lo que habrá muchos efectos que no podemos predecir. Y a eso lo llamamos azar.

Fijáos que desde un punto de vista científico, el determinismo y el azar no son concepciones contrapuestas, sino que conviven perfectamente. El azar aparece por nuestra limitación a la hora de predecir cosas. Un ejemplo muy sencillo sería el lanzar una moneda al aire. No podemos predecir qué ocurrirá, salvo que la moneda se elevará, caerá, y se apoyará sobre una de sus caras, exponiendo lo que llamamos la cara o la cruz (o tal vez, con muy poca probabilidad, podría caer de canto). Sin embargo, sabemos que la caída de la moneda está determinada por la velocidad inicial con la que se lanza, su velociad angular inicial, la densidad y viscosidad del aire, el coeficiente de rozamiento, la altura a la que el lanzador recoge la moneda, y otros factores que seguramente esté olvidando. No conocemos con detalle todos esos factores, por lo que no podemos predecir qué saldrá en la moneda. Así que decimos que es azar. Pero el resultado está determinado por el estado inicial del sistema.

Volviendo a la cuestión de la vida en la Tierra, seguro que mucha gente se preguntará por qué estamos aquí. ¿Cuáles son las probabilidades de que un planeta esté a la distancia adecuada de una estrella, que contenga la «materia prima» necesaria, y que se den las condiciones para que pueda aparecer vida, y desarrollarse y evolucionar hasta que una de las especies tenga un nivel de inteligencia suficiente para desarrollar un pensamiento abstracto, y preguntarse precisamente eso? Bueno, llegados a este punto no puedo evitar recomendaros que leáis un interesante artículo sobre el tema en el estupendo blog de El Tamiz. Pero voy a intentar resumir la idea.

Pensemos en un ejemplo diferente. Por ejemplo, la lotería. Las probabilidades de que te toque son pequeñas, ¿verdad? Pensemos en una lotería tipo Lotería Nacional u ONCE (para los que no vivan en España, me refiero a que la organicación emite boletos con un número concreto de X cifras, y no existe la posibilidad de que salga en el sorteo un número para el que no existe boleto). Pensemos que se venden todos los números. ¿Cuál es la probabilidad de que a alguien le toque la lotería? Pues del 100%. El ganador se dirá a sí mismo que ha tenido mucha suerte, y se preguntará cuáles eran las probabilidades de que le tocara a él. Pero esas mismas preguntas se las haría cualquiera. El ganador puede pensar que es especial por haber ganado, pero sólo es uno de muchos que compraron un boleto. Y sabemos que a alguien le tenía que tocar sí o sí.

¿Qué probabilidades hay de que en un planeta aparezca vida como la nuestra? No lo sé, pero se calcula que nuestra galaxia tiene entre 200 y 400 mil millones de estrellas, y que hay unos 100 mil millones de galaxias en el universo observable. Si las leyes de la física permiten que aparezca vida inteligente, no es tan extraño que estemos aquí.

Si nos ponemos más filosóficos, podemos ir más allá. Si las partículas elementales que forman el universo tuvieran propiedades ligeramente diferentes, seguramente no existiría el universo como tal. ¿Es azar que las propiedades de estas partículas sean tales que permitan formar átomos, y moléculas? Bueno, podemos pensar también que hay muchísimos otros universos, con concidiones iniciales diferentes. Pero sólo en unos pocos, como el nuestro, la materia es estable. Y en esos pocos universos, sólo en algunos pocos planetas aparece vida inteligente que se pregunta «¿Por qué?». Pero según la ciencia, no hay un porqué. Es simple azar.

Aprovecho para deciros que me voy de vacaciones a la playa (¡por fin!), por lo que estaré un tiempo desconectado. Hasta la vuelta.

28 comentarios:

  1. Hombre, la verdad es que la visión que das del determinismo científico es muy clásica, quiero decir que es determinismo Laplaciano. No tiene en cuenta todo lo que sabemos de la física moderna y que nos deja claro que tal determinismo es una visión anacrónica.
    No quiero extenderme con conceptos que seguramente conocerás, pero quería señalar que, aunque sólo sea de pasada, deberías comentar los límites del determinismo Laplaciano.

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  2. Perdón si meto la pata, pero... ...la mecánica cuantica no es probabilística? O sea, a día de hoy lo que sabemos es que podemos predecir solo con que probabilidad puede pasar algo. Además está el principio de Heisenberg...
    De cualquier manera entiendo que se halla obviado para simplificar.
    Saludos

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  3. Estoy totalmente de acuerdo con la crítica, el determinismo parece una mezcla entre determinismo científico y diseño inteligente.

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  4. Otro capullo que se va de vacaciones cuando los demás ya hemos vuelto...¡te odio!

    es broma.
    Que disfrutes.

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  5. En cuanto al principio antrópico, aunque lo veo lógico, siempre me ha quedado un pequeño desasosiego. ¿Lo estamos interpretando bien? Para aplicarlo realmente tendrían que existir muchos universos equiprobables y afirmar dicha existencia es como afirmar que existe dio, no es falsable.

    Felices vacaciones!

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  6. Malonez, muy al contrario, amigo mío. Afirmar que existe dio no sólo es falsable, sino que su existencia puede demostrarse muy fácilmente: http://www.youtube.com/watch?v=64coD-rx9sk

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  7. ¡¡¡Ja ja ja ja!!! Sí, Dio existe. Aunque por lo que sale en el vídeo del youtube, podría usar de vez en cuando un peine.

    Pedro, muy buena ésa.

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  8. Bueno, de hecho ya no existe.....

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  9. Lo de lanzar la moneda es un caso de azar aparente. El verdadero azar ("esencial" creo que lo llamaba Jaques Monod) tiene su papel en ciencia desde que disponemos de la física cuántica.
    Y por recomendar una lectura interesante, relacionada con el tema de si las propiedades de las partículas fueran algo diferentes, etc:
    "Life of Cosmos" de Lee Smolin.
    Cuando menos es interesante la hipótesis de "selección natural cosmológica" que ahí se expone.
    Estupendo blog. Un saludo.

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  10. @ Malonez:
    Piensa en el principio antrópico de este modo: si el universo hubiese tenido unas constantes diferentes, tales que no permitiesen la vida, no estaríamos nosotros aquí para preguntarnos qué hacemos aquí. El principio no implica que tengan que existir otros universos, sólo que el nuestro (el único que conocemos) es como es porque nosotros podemos preguntarnos sobre él.

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  11. Cuando tendremos un post sobre Inception, la fui a ver hace unas semanas y tenemos MALA CIENCIA para rato...
    Excelente blog

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  12. acabo de descubrir este blog.
    Ya estás en los marcadores de mi chrome amigo!!!

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  13. @Azyr Lo entiendo pero me parece un poco tautológico. Me parece un razonamiento algo débil. Decir que sólo hay un universo y la probabilidad de que haya vida es cercana a 0, es algo que puede parecer sospechoso, por mucho que nosotros estemos aquí. Personalmente creo más en el principio antrópico, pero me parece más una opinión filosófica que un principio científico.

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  14. «Si pudiéramos conocer todas las leyes físicas del universo, y pudiéramos conocer el estado de todas las partículas que forman el universo en un instante dado, podríamos saber la evolución del mismo de forma determinista, o lo que es lo mismo, podríamos predecir el futuro»

    Por el amor de Dios. Ni siquiera aunque tuviéramos toda esta información (la cuál en efecto, no es posible conocer «con total exactitud») podríamos predecir nada, más que como meras probabilidades. Es decir, nunca de forma determinista. En otras palabras, la Teoría del Caos y la Mecánica Cuántica, que tantos quebraderos de cabeza os proporcionan a los positivistas fundamentalistas, demuestran que es imposible. Que le vamos a hacer, pero afortunadamente, el futuro no está escrito.

    Esto es lo que se conoce como mecanicismo, el cuál está desfasado desde el S XIX. Habrá que actualizarse un poquito.

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  15. Concuerdo contigo que la vida es una cuestión de probabilidades, el hecho de que estemos aquí ya es increíble y probablemente haya ahí fuera algo parecido o muy diferente a nosotros. El pensamiento científico a menudo difiere de lo que realmente es real y probablemente en las próximas décadas y siglos nos llevemos muchas sorpresas.

    ¡Saludos!

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  16. «Si pudiéramos conocer todas las leyes físicas del universo, y pudiéramos conocer el estado de todas las partículas que forman el universo en un instante dado, podríamos saber la evolución del mismo de forma determinista, o lo que es lo mismo, podríamos predecir el futuro»
    Lino, a esa frase le faltan 2 hipotesís mas:
    1.- Que pudiesemos hacer los cálculos con la precisión necesaria.
    2.- Que pudiesemos hacerlos con la suficiente rapidez.
    Naturlamente, dichas hipotesis, al igual que las otras no se cumplen.
    Entonces eliminaríamos la Teoría del Caos.

    En cuanto a la mecánica Cuántica, me parece haber leído por ahí, que hay autores que consideran que es determinística, lo que evoluciona de forma plenamente determinista es la ecuación de ondas de las particulas, no su posición ni velocidad.
    Si estoy equivocado que alguien con más conocimientos por favor que me corrija.

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  17. Bueno, ya he vuelto de las vacaciones, así que intentaré contestar por partes.

    De lo que trataba el post era de oponer el concepto de determinismo que explican en la película (una visión casi religiosa) al determinismo científico, que pienso que es lo que se enseñaría en realidad en una clase de astronomía en el MIT. De los detalles del determinismo y su "derrumbe" con la mecánica cuántica ya hablé en un post anterior y que menciono en éste mismo:

    http://www.malaciencia.info/2009/01/stargate-sg-1-determinismo-cientfico.html

    En cualquier caso, la mecánica cuántica no invalida necesariamente el determinismo. Por un lado, la evolución de la función de onda (el estado de un sistema cuántico) es determinista hasta que se produce una observación, la función de onda se colapsa, y de los estados posibles que tenemos nos quedamos con uno solo. Y aún no está claro si eso es debido a que la naturaleza es intrínsecamente indeterminada a ese nivel, o que nuestro modelo no es suficientemente correcto. Es decir, ¿existe realmente aleatoriedad intrínseca en la naturaleza, o es que no tenemos todos los datos, y la mecánica cuántica sólo es una buena aproximación (a la espera de que alguien descubra algo nuevo)?

    La postura mayoritaria de los científicos, es la que cabría esperar: como no tenemos forma empírica de saber la respuesta, no tiene sentido hacerse la pregunta. Al menos, desde un punto de vista científico. Uno puede filosofar todo lo que pueda, pero no podrá comprobar cuál de las dos opciones es la correcta. No podemos asegurar que el universo sea determinista, pero tampoco podemos asegurar que no lo sea.

    Sobre la teoría del caos, ésta no invalida en absoluto el determinismo. Los sistemas caóticos tienen muchas variables y relaciones no lineales tan complejas, que una pequeña variación en el estado inicial, se traduce en una enorme variación en el resultado final. Pero es un sistema determinista. No hay azar. La aleatoriedad de un sistema caótico es aparente, debido a la limitación de nuestro modelo y nuestros datos.

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  18. En la medida de mis posibilidades, voy a contestar a gilman.

    La Mecánica Cuántica (MC) es determinista en cuanto a las posibilidades. Es decir, es posible conocer con exactitud matemática cuál es la probabilidad de que ocurra un determinado suceso a nivel subatómico. Pero a partir de ahí no es posible conocer más.

    Enlazando con lo que comenta Alf, resulta gracioso como los «científicos» confunden azar con la imposibilidad de conocer más de la naturaleza. Los «motivos» de la naturaleza para introducir probabilidades no los conocemos, pero si se conoce que cualquier intento del ser humano al medir, logrará tan solo averiguar uno de los resultados posibles, sin saber con anterioridad cuál más que con su probabilidad. Si es o no la naturaleza intrínsecamente aleatoria es irrelevante, ya que es imposible para nosotros averiguar más allá. Siguiendo el mismo razonamiento de Alf, hablar de otra cosa «no es científico»

    La Teoría del Caos tiene su gracia no en el determinismo, sino en su total impredecibilidad. Es imposible predecir nada, aun siendo determinista. Es un determinismo que solo el propio sistema calcula arreglo a su estructura interna y las señales del entorno, pero es matemáticamente imposible conocer el estado futuro, «aún conociendo todas las variables con total exactitud», concepto que no existe, ya que cualquier variación infinitesimal producirá consecuencias impredecibles en un sistema caótico

    Sobre este tema, me extraña que no haya salido otro asunto relacionado con la MC, que es el principio de incertidumbre, por el cual ES IMPOSIBLE conocer con total exactitud determinadas magnitudes de una partícula, totalmente imprescindibles para conocer su situación y su evolución futura. Y esto está científicamente demostrado, la cualidad intrínsecamente incierta de la naturaleza, si poderse solucionar hasta con instrumentos infinitamente exactos.

    Blanco y en botella, se puede deducir deterministicamente que es ...

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  19. Lino: en realidad Alf sí ha mencionado el principio de incertidumbre, aunque no explícitamente. Ahí donde dice: "... hasta que se produce una observación, la función de onda se colapsa..."
    Habría que aclarar que lo de "observación" suele llevar a error, ya que hace pensar en un investigador metiendo el dedo (o la onda electromagnética) en una apacible, reversible y determinista función de onda. Pero debe recordarse que para que haya esa "observación" no hace falta un observador, basta con que un electrón, o haz electromagnético o lo que se quiera, interfiera con otro.

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  20. Fijaos que el principio de incertidumbre, nos impide predecir completamente el futuro de una manera muy sutil: imposibilitando una de las condiciones del determinismo.

    Es decir, no invalida el razonamiento de que "si conociéramos toda la información... predeciríamos el futuro", sino que nos dice que una de las condiciones (conocer el estado de cada partícula con total precisión) no es posible.

    Pero no es necesaria la mecánica cuántica para que esa condición sea imposible de cumplir. Conocer toda la información de todas las pertículas del universo, implica almacenarla en algún sitio para hacer los cálculos. Pero esa información incluiría también la de todas las partículas de nuestro sistema de almacenamiento. Y es precisamente la disposición de esas partículas la que usamos para almacenar la información. No es posible contener toda la información del universo en un objeto dentro del propio universo.

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  21. Hace unos dias lei el comic de watchmen,una maravilla para el que no lo halla leido, y en un momento, el doctor manhattan hace una reflexion de porque debe salvar a la raza humana. Basicamente la idea es que piensa que la existencia del ser humano es un milagro, ya que el cumulo de casualidades no fisicas:que tus abuelos se conocieran,(por empezar la cadena en algun punto),que concebieran a tus padres, que estos llegaran a conocerse ,y que tu nacieras despues de un momento de amor en el que fuiste le primero de millones de espermatozoides) es en si un milagro.Si a eso le sumas la casualidad de la creacion del universo , y de todos los factores que se han hablado aqui, me es mas facil creer en un diseñador inteligente que lo controle todo, antes que en el puro azar, en el que en cualquier momento, todo hubiese podido fallar y no estariamos aqui.Que la casualidad funcione y acabe en exito, y creer en ella me parece en si un acto de fe semejante al de creer en Dios.

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  22. pues tomando el ejemplo de alf de la lotería, seria un mayor milagro que de millones de espermatozoides ninguno fecundara.

    HD

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  23. seria un mayor milagro que de millones de espermatozoides ninguno fecundara; cosa que sucede a menudo.

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  24. Sabes que también noté lo mismo al ver esa escena, pensé "eso no es el determinismo" por que mas que una clase ciencia parecía una clase de filosofía, sobre todo cuando una estudiante dice "el determinismo dice que todo tiene un propósito" lo cual es falso, el determinismo dice que puedes medir el universo sumando sus partes, que todo se puede determinar partiendo de las circunstancias iniciales, además lo que también pensé es que la hablar de "determinismo y azar" sería necesario hablar de "la teoría del caos" para completar el círculo

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  25. Bendito sea el Azar, entonces...

    Es chistoso, pero cuanto mas escucho a los científicos y supuestos "expertos" hablar sobre la naturaleza del universo y su visión de "cómo son las cosas", mas me convenzo de que la Ciencia Moderna ha desterrado totalmente el concepto de Dios de su esquema. O sea, no es que lo hayan tenido en cuenta nunca (salvo para burlarse o criticar) pero ya es el colmo. ¿Estamos aquí solo por AZAR??? ¿En verdad quieren que crea que la Tierra se halla colocada en su posición justa respecto a la estrella conocida como Sol tan solo por AZAR??? Perdónenme, pero no puedo parar de reirme...

    Azar... sí, claro. XD

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    Respuestas
    1. Si descartas el azar, entiendo que crees que nuestro planeta está en una posición única en el universo para albergar vida, es decir, que no hay otro planeta en el universo con las mismas condiciones.

      Se estima que hay entre doscientos y cuatrocientos mil millones de estrellas en nuestra galaxia (200.000.000.000 - 400.000.000.000). Se estima que hay más de 100 mil millones de galaxias en el universo observable (100.000.000.000). Y los últimos descubrimientos dan a entender que los sistemas planetarios alrededor de estrellas son la norma, no la excepción.

      ¿De verdad crees que con un número de estrellas del orden de 1E20 (es decir, un uno seguido de 20 ceros, es decir, 100.000.000.000.000.000.000, es decir, del orden de cientos de trillones), es imposible que exista un solo planeta a la distancia adecuada de su estrella para albergar vida?

      Lo chistoso es pensar que nuestro planeta es el único caso. Bueno, en realidad no es chistoso. Es triste.

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