El concepto de ley natural, ley de la naturaleza o ley o principio físico es esquivo y escurridizo.
Así, por ejemplo, hay quien se refiere a la teoría de la gravitación de Newton como la “ley de la gravitación universal”, cuando ni es ley, ni es universal.
Por otra parte a las leyes de la termodinámica hay veces que se las llama principios y hay principios, como el de exclusión de Pauli o el de incertidumbre de Heisenberg,
a los que no se les llama leyes, siéndolo.
Si a esto unimos la polisemia de términos de uso habitual en ciencia como teoría o hipótesis, es comprensible que reine cierta confusión sobre su uso.
Por otra parte la caracterización de lo que es una ley física es un campo de intensa actividad en filosofía de la ciencia con importantes implicaciones epistemológicas y metafísicas.
Los expertos en el tema sabrán excusar que hoy dejemos aparte la teoría de la causalidad de Hume,
a pesar de su interés, e intentemos ser un poco pragmáticos, aunque cerremos con filosofías.
Tomemos, de entrada, la definición de ley “científica” [sic.] que el pasado 30 de enero aparecía en el blog Library of Alexandria y que provocó cierto intercambio de ideas:
Una afirmación que se basa en una observación experimental repetida que describe algún aspecto de un fenómeno natural. […] las leyes suelen expresarse usando matemáticas.
Esta definición (en adelante, DLoA) se daba con la intención de ayudar a los lectores/comunicadores a hablar con propiedad cuando se referían a la ciencia.
En lo que sigue mostraremos brevemente que esta definición es manifiestamente insuficiente y daremos cinco criterios para distinguir una ley física de un mero accidente estadístico.
Dejaremos para una anotación posterior la discusión sobre qué es una teoría científica.
La lluvia es un fenómeno natural. Su localización geográfica es un aspecto de este fenómeno.
Pues bien, yo he comprobado experimentalmente en repetidas ocasiones que cada vez
que voy a Salta, llueve. Según, la DLoA, el que “si Gustavo está en Salta entonces llueve en Salta” es una ley física.
El lector pensará que esto es absurdo, que esto no es una ley de la naturaleza ni nada parecido.
Y, sin embargo, cumple con la DLoA incluida la coda de ser expresable matemáticamente, ya que, dada su estructura lógica (si A entonces B), es trivial en teoría de conjuntos.
¿Qué falla entonces en esa definición?
O, dicho de otra manera, ¿qué es una ley de la naturaleza?
¿qué diferencia la segunda ley del movimiento de Newton, por ejemplo, de la afirmación de que cuando yo estoy en Salta, llueve?
Para empezar, no vemos que exista una relación causa-efecto entre mi persona y la lluvia en Salta,
una condicionalidad, de la misma manera que existe entre la fuerza ejercida sobre un cuerpo y el cambio en su velocidad.
Si expresamos la segunda ley en términos lógicos, “si a un cuerpo de masa m le aplico una fuera F entonces sufre una aceleración a”, podemos ilustrar está conexión causal muy simplemente
. Así, “si yo hubiese ido a Salta la semana pasada entonces habría llovido en Salta” no tiene el mismo valor de verdad que “si yo hubiese aplicado una fuerza F a un cuerpo de masa m entonces habría sufrido una aceleración a”.
Esto es así porque la afirmación de que cuando yo estoy en Salta llueve es un accidente que, posiblemente, está relacionado con el hecho de que las tres veces que he ido (supongamos que este sea el caso) ha sido en marzo, y la estadística pluviométrica y el cálculo de probabilidades han hecho el resto. Sin embargo, la segunda ley de Newton ha sido comprobada millones de veces, en el planeta y más allá de sus límites. No tiene que ver con estadísticas, probabilidades o temporalidades.
Es, por tanto, universal, no se refiere a nada o nadie en concreto, y me permite además predecir el futuro movimiento de una masa m a la que voy a aplicar una fuerza F, cosa esta que se podría demostrar que no es posible hacer en lo que respecta al régimen de lluvias en la villa
de Salta y mi presencia en ella.
Con este análisis tan simple ya estamos preparados para examinar las cinco condiciones necesarias (ya veremos después lo de su suficiencia) que debe cumplir una afirmación para ser considerada una ley física. Para ello seguimos, de forma laxa y en líneas muy generales, a Norman Swartz
(The Concept of Physical Law, New York, Cambridge University Press, 1985):
- Es una afirmación corroborada por hechos (experimentos), no es una verdad lógica. Esta condición ancla la afirmación en la realidad y la distingue de matemáticas y filosofías.
- Es una afirmación para cualquier punto del espaciotiempo o, dicho de otra manera, para cualquier lugar, para el presente, el pasado y el futuro.
- Puede incluir conceptos generales (masa, tiempo, diabetes, resistencia, etc.) pero no contiene nombres propios, fechas, accidentes geográficos, etc.
- Es una afirmación universal o estadística. Aquí hay que tener en cuenta que hablamos en términos filosóficos. Por ejemplo, la afirmación “las estrellas existen” aunque sea cierta no es ni universal ni estadística.
- No tiene por qué ser expresable matemáticamente (aunque de hecho la mayoría, si no todas, lo son) sino como condicional lógico; no es una afirmación categórica (salvo que sea equivalente a un condicional), por tanto. La transformación que hemos hecho arriba de la expresión matemática de la segunda ley de Newton en un condicional lógico es un ejemplo. De este condicional se deriva como corolario su capacidad de predicción.
Como podemos apreciar la DLoA sólo cubre la primera condición, y no del todo.
Pero, siendo necesarias, ¿son estas cinco condiciones suficientes?
La respuesta es….depende. En metafísica hay dos corrientes principales sobre las leyes de la naturaleza.
Por una parte está la línea que llamaríamos de la “regularidad”, según la cual las leyes de la naturaleza son meras expresiones de las uniformidades o regularidades del universo, esto es,
nada más que descripciones de cómo es éste.
Por otro lado está la de la “necesidad”, en la que las leyes de la naturaleza son los principios que gobiernan los fenómenos naturales del universo, es decir, el mundo natural “obedece” las leyes de la naturaleza.
Esta diferencia aparentemente nimia marca uno de las discusiones más profundas, fecundas, productivas (y divertidas) de la filosofía de la ciencia contemporánea.
Para los “regularistas” las cinco condiciones son suficientes, para los “necesarianistas”, no.
En Twitter mencioné que la DLoA tenía dos errores graves: uno es su incompletitud;
el segundo el plantear una definición de ley física como la única posible.
En la próxima anotación también veremos que la idea de teoría científica está huérfana sin otro concepto fundamental no mencionado en LoA, el de modelo.
