La ciencia de lo que no se puede explicar

“El verdadero amor solo se presenta una vez en la vida. Y luego ya no hay quien se lo quite de encima” (Groucho Marx).

Efectivamente, hay muchas cosas en la vida que nos parecieron geniales en su momento, y luego se convirtieron en un tormento. El amor suele ser una de ellas. No siempre claro, pero, si no hubiese pasión, traición, y dolor en el amor, ¿de qué iban a vivir los poetas?

Los poetas intentan explicar qué es el amor. Y qué son los sentimientos. ¿Puede hacer lo mismo la ciencia? ¿O incluso mejor? ¿Existe la fórmula del amor? No me refiero a la bioquímica del cerebro. Me refiero a lo siguiente:

Imaginemos que mañana voy a una boda. Por la noche habrá una fiesta a la que me han invitado los novios. Y la pregunta que quiero que me conteste la ciencia es:

¿Me enamoraré de alguna chica que vaya a conocer esa noche? ¿Podrá algún día la ciencia futura responderme con un simple “sí” o un simple “no” de una forma rotunda y cien por cien segura? ¿Es verdad que el amor está más allá de la ciencia, o se trata de una simple cuestión de tiempo para que todos sepamos con quién nos vamos a casar, y cómo nos va a ir en esa relación? ¿Es el amor una ecuación que debemos conocer y resolver? Vamos a verlo a continuación.

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La nueva computadora ACME-TX-6000 calcula las bodas y divorcios de la población. El día que se casarán, los hijos que tendrán, y el día en que se divorciarán. Fiabilidad 99,99%. ¿Fantasía? ¿O el futuro?

Dos viajes al pasado.

Suele decirse que la ciencia no lo puede explicar todo. Que el amor, la amistad, la bondad, están más allá de lo que se puede inscribir en ecuaciones matemáticas. Precisamente este ensayo quiere profundizar en esa idea, sin duda romántica, y que, como ocurre tantas veces, tiene algo de verdad, pero también algo de ensoñación. Los límites están en los números, como ocurre tantas y tantas veces.

Para poder ver este tema en toda su extensión, tenemos que hacer dos viajes al pasado. El primero es un viaje a los años sesenta del pasado siglo XX. En aquel tiempo se estaban llevando a cabo experimentos sobre cálculos complejos para predecir cosas como el tiempo meteorológico, el movimiento de objetos como podrían ser bolas de billar en una mesa, y otros fenómenos donde se requieren cálculos complejos predictivos. Siempre teniendo en cuenta que la física es no determinista. ¿Qué significa esto?

Para eso necesitamos ese segundo viaje más atrás incluso, retrocediendo todavía más en el tiempo. A finales del siglo XIX los físicos pensaban que el universo era determinista. Es decir, dado el conocimiento exacto de un sistema, se podría calcular el futuro de ese sistema con perfecta progresión. Las bolas de billar son un ejemplo. Si conocemos sus posiciones ideales y golpeamos una, sabiendo su fuerza, su masa, rozamientos, etc, podremos calcular sus movimientos con precisión absoluta, y ganar todas las partidas de billar.

Esto en la práctica es totalmente imposible. Y no se trata de tener ordenadores más o menos potentes. No es un problema de falta de potencia de cálculo. Ni siquiera con computadoras cuánticas. Siempre existen rozamientos, pequeñas imperfecciones en la bola y en la mesa, pequeñas fluctuaciones de la gravedad, etc, que impiden conocer el movimiento de la bola. Tras unos pocos golpes, tres, cuatro, los cálculos predictivos sobre el movimiento de la bola y la realidad serán completamente dispares. Esto conecta con el problema de los tres cuerpos:

No se puede conocer el desarrollo de un sistema donde intervengan las masas de tres o más cuerpos.

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Werner Heisenberg, probablemente el hombre cuya idea de la función de onda probabilística e incertidumbre más desesperó a Albert Einstein. Pero Einstein estaba equivocado, y Heisenberg estaba en lo cierto.

A principios del siglo XX hubo una nueva física que tiró el determinismo por la borda: la mecánica cuántica, y especialmente el principio de incertidumbre de Heisenberg. Básicamente, Heisenberg nos dice que, dada una partícula determinada, conocer su posición y velocidad con absoluta certeza es imposible. Algo que desesperaba a Einstein, pero que es una realidad. Einstein decía que “Dios no juega a los dados”. Pero sí juega. Y hace trampa además. El universo es en su esencia partículas. Y las partículas son lo que se conoce como función de onda probabilística. Solo podemos calcular probabilidades sobre su naturaleza.

Y, si una simple partícula queda fuera de nuestro control, ¿qué podemos decir del universo en su conjunto?

Pero volvamos a los años sesenta. En uno de esos cálculos sobre predicciones meteorólogicas, el ordenador se estropeó, como ocurría tantas veces con aquellos ordenadores antiguos, que eran enormes, lentos, y sufrían muchos fallos (luego llegó Windows y fue incluso peor). El caso es que un cálculo meteorológico había quedado a la mitad.

Para no tener que volver a recalcular todo desde el principio, el ingeniero optó por continuar el cálculo desde el último valor. Pero no introdujo todos los decimales, ya que, al fin y al cabo, “qué más da meter diez o veinte decimales; con diez la precisión es suficiente en cualquier cálculo de ingeniería”. Y es verdad. Pero atención, aquí está la clave: es verdad para ecuaciones lineales. Para ecuaciones no lineales, las cosas son tremendamente distintas.

Aquel cambio, poner menos decimales, produjo un resultado concreto. Pero luego lanzaron el proceso de nuevo con todos los decimales, y compararon los datos. El cambio fue increíble, asombroso. Unos pocos decimales, milmillonésimas de diferencia en un cálculo, tenían como consecuencia final un resultado totalmente distinto. Si en un escenario iba a hacer Sol y playa, en el otro era viento, frío y lluvia. ¿Qué había ocurrido?

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Cuenta la leyenda que  Albert Einstein, de tanto decir “Dios no juega a los dados”, consiguió que Niels Bohr le llegase a decir en una ocasión: “Albert, no le digas a Dios lo que tiene que hacer con el universo”

Había ocurrido que pequeñísimas diferencias iniciales, del orden de diez decimales, quince, o veinte, daban como consecuencia resultados muy distintos, realmente alejados entre sí. Y esto era preocupante. Porque si unos decimales en las escalas a de las milmillonésimas podían cambiarlo todo, ¿qué posibilidades había de poder predecir este tipo de sistemas, como el tiempo atmosférico, y otros similares, de forma precisa? Este fenómeno recibe un nombre muy popular: el efecto mariposa.

El caos no solo está en mi mesa de trabajo.

A esta situación se le empezaron a dar estudios profundos por parte de matemáticos, que se interesaron por aquel fenómeno. El resultado fue una nueva rama de las matemáticas, conocida como “teoría del caos”, que tiene sus raíces incluso con Newton, pero que se desarrolla de forma completa en los años sesenta del siglo XX. En este contexto, “caos” no significa que el sistema estudiado no tenga un orden; significa que ese orden se encuentra más allá de nuestras posibilidades de cálculo.

La teoría del caos no nos dice que exista confusión y desorden en la naturaleza, como algunos pretenden. Lo que nos dice es que ese orden está lejos de poder ser recogido por ordenadores para ser tratado. Los meteorólogos basan por lo tanto sus predicciones en modelos matemáticos que calculan las variables conocidas en un momento dado, las introducen en sus sistemas, y estos predicen el tiempo que va a hacer, confeccionando las famosas previsiones que son tan populares en televisión.

El problema es que esos cálculos se alejan rápidamente de la realidad. La perfección de los últimos años lleva a que los pronósticos mejoren, pero siguen siendo probabilidades, y lo serán siempre. El tiempo de mañana se puede establecer bien. El de pasado, también bastante bien. Pero el de una semana ya es arriesgado. Y el de un mes es casi adivinar. Se puede tener una idea muy genérica, pero eso como máximo.

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Infinitos caminos en infinitos instantes

Caos y amor. ¿No son en realidad lo mismo?

¿Cómo se aplicaría todo esto del caos a los sentimientos, al amor? ¿Puedo calcular, dada una fiesta esta noche en la que conoceré a una chica estupenda con un sueldo de ocho mil euros mensuales, si me enamoraré de ella? Les aseguro que sí, pero eso no tiene nada que ver con la teoría del caos, sino con su nómina, que tiene un valor y precisión completamente deterministas. Si los parámetros que hemos de usar son los de mi estado físico, y especialmente mi actividad neuronal, y los de ella y su actividad neuronal, predecir que pueda surgir el amor es simplemente imposible.

Incluso en el hipotético caso de que un grupo de científicos tuviesen acceso en tiempo real a nuestra actividad cerebral, y pudiesen estudiar neurona a neurona su desarrollo, incluso así, son tantos miles de millones de neuronas, y tantas las interconexiones constantes que se producen, que intentar predecir un enamoramiento, incluso conociendo los dos cerebros de forma exacta, se torna en un absurdo totalmente imposible e irreal. Simplemente, no se puede calcular algo así. Necesitaríamos una computadora del tamaño de la galaxia para poder calcular el universo de las mentes de los dos potenciales amantes.

El amor no solo es caos; es, y será, impredecible.

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Ninguna computadora pudo calcular lo que iba a pasar entre Romeo y Julieta

¿Qué podemos deducir de ello? Que la romántica frase “nuestro amor está más allá de la ciencia y de la física” es netamente cierto. Los sentimientos, el comportamiento en general, son actividades predictivas, y se pueden establecer unos valores base de probabilidad y de afinidad. Pero son básicamente intuición y estadística. Poder calcular que dos personas vayan a enamorarse en un primer encuentro esta noche está más allá de la ciencia y del conocimiento. Así que, para los románticos que estén leyendo esto, felicidades.

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El amor sí es impredecible; podemos casarnos con la tranquilidad de no saber el día del divorcio antes de tiempo

El amor sí es impredecible. Y sí forma parte de un universo aparentemente caótico e imposible de calcular. Pero la razón no es que la ciencia no pueda explicarlo; lo que la ciencia no puede hacer es llegar al detalle exacto requerido. El amor está a salvo. Al menos nos queda esa libertad. Hasta que inventen algo basado en ideas futuristas, pero ese sería el tema de otro artículo, y mejor dejarlo para los escritores de ciencia ficción.

Aquí baste decir que existe un universo de hechos y eventos más allá del ser humano y de sus capacidades tecnológicas. Probablemente, el último bastión de libertad que le queda al ser humano para asignarlo a dioses, casualidades, y hechos fortuitos. Un bastión para los enamorados y los soñadores.

El universo es frío y matemático. Pero, incluso así, parece querer decirnos algo: no todo son números; siempre quedará una parte para soñar y para el amor. Y soñar y amar es lo que haremos. Mientras nos dejen, claro.


 

Autor: Fenrir

Amateur writer, I like aviation, movies, beer, and a good talk about anything that concerns the human being.

4 comentarios en “La ciencia de lo que no se puede explicar”

  1. La existencia de las leyes cientificas Las leyes cientificas son, por definicion, observadoras y predicientes, no creadoras y causales. Me explico. En una mesa de billar, la ciencia puede explicar que le pasara a la bola blanca si le pego con cierta cantidad de fuerza, que pasa si le da a otra bola en la mesa y en que direccion irian las bolas. La ciencia NO puede explicar (cientificamente) la existencia de las bolas ni por que se le dio a la bola blanca.

    1. La naturaleza básica del universo, su estructura y su modelo, se explican en la llamada Teoría Estándar, que define cómo son las bolas, y todo lo relacionado con su comportamiento. Ahora bien, la existencia misma del universo, por qué existe algo en vez de nada, es cuestión de metafísica. Mi opinión personal es esta: la nada como tal no existe, es un concepto humano. El universo existe porque no puede no existir. Por supuesto es mi opinión personal y subjetiva. Saludos y gracias por comentar.

    2. Se ha expuesto con claridad. Sabemos como realizar la predicción matemática de como interactuaran las bolas de billar, pero falta capacidad de medición y calculo para que esa predicción sea exacta. Si sabes por que falló, sabrás que te faltó saber para que no fallase. Pero, lo que categóricamente puedo asegurar es que Groucho se equivoca.

      1. Gracias por tus palabras Alex. Si dispusiésemos de un ordenador de precisión infinita podrían calcularse las trayectorias de bolas en golpes infinitos. Pero eso no es posible luego de ahí la teoría del caos para conocer las imprecisiones. Saludos.

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