miércoles, 26 de marzo de 2008

Sobre leyes físicas y el Universo.


Como matemático afirmo que, aunque no hubiera Universo, las matemáticas existirían igualmente.

Un número primo seguirá siéndolo, exista el Universo o deje de hacerlo. Las matemáticas tienen esa característica que las diferencia del resto de las ramas de la ciencia …

Como físico me pregunto :¿existirían las leyes de la física en caso de no existir el Universo?

En primer lugar, ¿qué son y de dónde salen las leyes físicas?

Todos estamos de acuerdo en que el comportamiento de la naturaleza presenta regularidades sorprendentes. Las órbitas de los planetas, por ejemplo, vienen descritas por formas geométricas simples, y sus movimientos muestran diversos ritmos matemáticos. Esquemas regulares y ritmos de comportamiento se encuentran asimismo en los átomos y sus constituyentes. Incluso las estructuras de la vida diaria, como puentes o máquinas, suelen tener un comportamiento ordenado y predecible.

Sin embargo, no es garantizable de que sea así a partir de ahora. El hecho que el Sol haya salido cada día de nuestra vida no garantiza que saldrá mañana. Que las cosas caigan hacia abajo no garantiza que mañana no irán hacia arriba. La creencia de que sí lo hará, de que existen verdaderamente esos comportamientos regulares en la Naturaleza (y el Universo) son imprescindibles para el progreso de la ciencia.

Esas regularidades son reales, o sea, no son invenciones del hombre; no los impone nuestra mente con el fin dar sentido al mundo. Y es que la mente humana intenta encajar todo en esquemas. Nuestros ancestros veían animales y dioses en las estrellas. Tanto, que inventaron las constelaciones; pero no me refiero a estas regularidades impuestas.

La existencia de comportamientos regulares en la Naturaleza es real. Es una realidad matemática objetiva, si quieren decirlo así. Cuando el hombre observa estas regularidades enuncia leyes. En el fondo, no son más que relaciones matemáticas entre los fenómenos que se observan en la Naturaleza. Son claramente invención de la mente humana; pero invenciones que reflejan, aunque sea de un modo no exacto, propiedades existentes de la Naturaleza.
Sin la hipótesis que esas regularidades son reales, la ciencia no existiría.

Veamos cómo son o deben ser estas leyes.

1. Universales. No pueden ser correctas en unas ocasiones e incorrectas en otras. Se aplican en todo lugar y en todo tiempo. Y muy importante: no admiten excepciones. En este aspecto, se puede decir que son perfectas.
2. Absolutas. No dependen de nada más, ni de quién esté observando la Naturaleza, ni de cuál sea el estado del Universo. Las leyes físicas afectan a los estados, pero no a la inversa.
3. Eternas. Tienen carácter intemporal y eterno.
4. Omnipotentes. Nadie, absolutamente nadie, ni nada se escapa de su alcance. Pueden aplicarse a todo.

Una curiosa característica de las leyes es que nos ayudan a descubrir cosas nuevas e insospechadas de antemano. Cuando Newton enunció la ley de la Gravitación Universal quería dar cuenta del movimiento de los planetas, pero también lo hizo de las mareas oceánicas, la forma de la Tierra, el movimiento de un cohete espacial, etc. Las leyes, por tanto, introducen conexiones entre diferentes procesos físicos. Cuando se acepta una ley se comprueba en muy diversos contextos, dando como resultado el descubrimiento de más regularidades que se nos podían haber pasado por alto.

Ahora bien, Cuando alguien enuncia una ley, ¿desvela algo objetivamente real o simplemente inventa un modelo matemático útil para la descripción de ciertos fenómenos?
En otras palabras, ¿son simples construcciones matemáticas o son hallazgos relativos a la realidad?
Si fueran una invención totalmente nuestra, ¿cómo se explica que, aparte de describir el fenómeno para el que ha sido enunciada, describen otros fenómenos que ni siquiera conocíamos? Estamos, de hecho, descubriendo regularidades en el Universo, y no imponiendo esas regularidades.

Muchas veces, los científicos decimos expresiones como que los planetas obedecen las leyes como si el planeta fuese un objeto desbocado y necesitara de las leyes para guiarlo por el camino correcto. No puede haber un planeta que no cumpla esas leyes. Afirmaciones como esta nos pueden hacer pensar que son trascendentales, ya que trascienden al mundo físico real. Aunque el planeta no esté, la ley sí está.

Pero, un momento!. Las leyes no se pueden observar: están en el comportamiento de los objetos físicos. Habíamos deducido las leyes de las observaciones, y ahora estamos imponiendo leyes a cualquier bicho viviente.

Llegados a este punto, las preguntas emergen de modo natural: ¿están las leyes vinculadas el Universo en el que vivimos? ¿o existirían esas leyes aunque no hubiera Universo de forma similar a las matemáticas?
Creo que es una interesante cuestión para pensar hasta nuestro próximo filosofar.

Adolfocanals@educ.ar

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