Física cuántica hace más de 2.000 años con Platón y Aristóteles

Los físicos también son filósofos: el papel de la filosofía en la física moderna

En las últimas décadas, muchos físicos prominentes han decretado repetidamente el fin de la filosofía, debido a su “irrazonable ineficacia”. En su último trabajo, el físico Victor Stenger afirma que esas críticas son correctas si van dirigidas contra la metafísica, pero que la filosofía, y la filosofía de la ciencia, todavía tienen un lugar en el contexto de la física teórica moderna.

Poco antes de su muerte, ocurrida el pasado mes de agosto a la edad de 79 años, el físico e intelectual Victor Stenger escribió con dos coautores un artículo para “Scientific American” que abordaba el último resplandor de una larga disputa entre físicos y filósofos sobre la naturaleza de sus disciplinas y los límites de la ciencia. ¿Pueden las herramientas y los experimentos (o la razón pura y los modelos teóricos) revelar la naturaleza última de la realidad? ¿El triunfo moderno de la física hace que la filosofía sea obsoleta? ¿Qué podría decir la filosofía a los físicos teóricos modernos? En este artículo, Stenger y sus coautores presentan y abordan estas profundas cuestiones e intentan salvar la creciente brecha entre estas dos grandes escuelas de pensamiento. Cuando los físicos hacen declaraciones sobre el universo, escribe Stenger, encajan en una gran y milenaria tradición filosófica. Inevitablemente, los físicos también son filósofos. Aquí está el artículo, el último escrito por Stenger.

En abril de 2012, el físico teórico, cosmólogo y autor de best-sellers Lawrence Krauss fue entrevistado por Ross Andersen para un artículo en “The Atlantic” titulado “Physics made philosophy and religion obsolete”. La respuesta de Krauss dejó a los filósofos asombrados porque, después de observar que “la filosofía fue una vez un campo que tenía contenido”, añadió:

“La filosofía es un área que, desafortunadamente, me recuerda a un viejo chiste de Woody Allen: ‘aquellos que no pueden hacer, enseñar, y aquellos que ni siquiera pueden enseñar, enseñan gimnasia’. Y la peor parte de la filosofía es la filosofía de la ciencia: hasta donde yo sé, las únicas personas que han leído las obras de los filósofos de los

la ciencia son otros filósofos de la ciencia. No tienen ningún impacto en la física, y dudo que otros filósofos las lean porque son suficientemente técnicas. Así que es muy difícil entender qué es lo que lo justifica. Yo diría que este estado de tensión ocurre porque los filósofos se sienten amenazados, y tienen toda la razón para hacerlo, porque la ciencia progresa y la filosofía no.

En el mismo año Krauss tuvo una discusión amistosa con el filósofo Julian Baggini sobre “The Observer”, la revista online de “The Guardian”. Aunque mostró gran respeto por la ciencia y estuvo de acuerdo con Krauss y otros físicos y cosmólogos en que “no hay más cosas en el universo que en las ciencias físicas”, Baggini se quejó de que Krauss parecía compartir “algunas ambiciones imperialistas de la ciencia”. Baggini expresó la opinión generalizada de que “hay algunos problemas de la existencia humana que no son científicos en absoluto. No veo cómo los meros hechos pueden resolver el problema de lo que es moralmente correcto o incorrecto, por ejemplo.

Krauss no lo ve de esa manera. Más bien, distingue entre “preguntas que pueden ser contestadas y preguntas que no pueden ser contestadas”, y las primeras caen principalmente dentro del “dominio del conocimiento empírico, es decir, de la ciencia”. En cuanto a las cuestiones morales, según Kraussa, sólo pueden ser respondidas con “razón… sobre la base de datos empíricos”. Baggini no podía ver cómo cualquier “descubrimiento de hechos puede resolver una cuestión relacionada con lo que está bien y lo que está mal. Sin embargo, Krauss expresó su simpatía por la posición de Baggini: “Creo que la discusión filosófica puede informar la toma de decisiones de muchas maneras importantes, permitiendo la reflexión sobre los hechos, pero que al final la única fuente de datos es la exploración empírica.

Famosos filósofos se sorprendieron por la entrevista, incluyendo a Daniel Dennett de la Universidad de Tufts, quien más tarde escribió a Krauss. A cambio, Krauss escribió una explicación más cuidadosa de su posición -publicada en “Scientific American” bajo el título “The Consolation of Philosophy”- mostrándose más magnánimo con la contribución de la filosofía al enriquecimiento de su pensamiento, pero sin cambiar demasiado su posición básica:

“Como físico en ejercicio…. Yo y la mayoría de mis colegas con quienes he discutido el tema hemos estado de acuerdo en que las especulaciones filosóficas sobre la física y la naturaleza de la ciencia no son particularmente útiles, y han tenido poco o ningún impacto en el progreso de mi campo. Incluso en diferentes áreas relacionadas con lo que con razón podemos llamar filosofía de la ciencia, he encontrado más útiles las reflexiones de los físicos.

Krauss no es el único físico que desprecia la filosofía. En septiembre de 2010, Stephen Hawking y Leonard Mlodinow lanzaron un viaje que resonó en todo el mundo académico y más allá. En la primera página de su libro El Gran Dibujo escribieron: “La filosofía está muerta” porque “los filósofos no se han mantenido al día con los desarrollos modernos de la ciencia, particularmente la física. Los científicos se han convertido en los portadores de la antorcha del descubrimiento en nuestra búsqueda del conocimiento.

Las preguntas que la filosofía ya no es capaz de manejar (si alguna vez lo fue) lo son: ¿Cómo se comporta el universo? ¿Cuál es la naturaleza de la realidad? ¿De dónde viene todo esto? ¿Necesita el universo un creador? Según Hawking y Mlodinow, sólo los científicos -y no los filósofos- pueden dar las respuestas.

El conocido astrofísico y divulgador científico Neil deGrasse Tyson también participó en el debate. En una entrevista sobre “Nerdist” en mayo de 2014, Tyson observó: “Lo que me hace pensar es que los filósofos realmente creen que hacen preguntas profundas sobre la naturaleza. Y el científico pregunta:’¿Qué estás haciendo? El mensaje general es claro: la ciencia se mueve; la filosofía permanece estancada, inútil y de hecho muerta.

Ni que decir tiene que Tyson también ha sido muy criticado por sus opiniones. Su posición puede ser aclarada viendo el video de un debate con el biólogo Richard Dawkins en la Universidad Howard. El argumento de Tyson es simple y es el mismo que el de Krauss: los filósofos de la época de Platón y Aristóteles han argumentado que el conocimiento del mundo sólo se puede obtener a través del pensamiento puro. Como explicó Tyson, ese conocimiento no se puede obtener sentándose en un sillón, sino sólo mediante la observación y el experimento. Richard Feynman hizo una vez un juicio similar sobre los “filósofos en sillones”. Dawkins estuvo de acuerdo con Tyson, señalando que la selección natural fue descubierta por dos naturalistas, Charles Darwin y Alfred Russel Wallace, quienes trabajaron recolectando datos en el campo.

Lo que estamos viendo no es un fenómeno reciente. En el libro Dreams of a Final Theory (Sueños de una teoría final) de 1992, el ganador del Premio Nobel Steven Weinberg tituló un capítulo entero “Contra la filosofía”. Refiriéndose a la famosa observación del Premio Nobel de Física Eugene Wigner sobre la “irrazonable eficacia de las matemáticas”, Weinberg se preguntaba sobre la “irrazonable ineficacia de la filosofía”.

Weinberg no rechaza toda filosofía, sino sólo la filosofía de la ciencia, observando que sus discusiones arcanas interesan a pocos científicos. Señala los problemas de la filosofía positivista, aunque vale la pena señalar que desempeñó un papel en el desarrollo inicial tanto de la relatividad como de la mecánica cuántica. Pero argumenta que el positivismo hizo más daño que bien: “La concentración positivista en observables como la posición y el momento de las partículas se ha insertado en una interpretación’realista’ de la mecánica cuántica, en la que la función de onda es lo que representa la realidad física.

Quizás el filósofo positivista más influyente fue el físico Ernst Mach, que a finales del siglo XIX se negó a aceptar el modelo atómico de la materia porque no podía ver los átomos. Hoy en día podemos ver átomos con un microscopio de efecto túnel, pero nuestros modelos todavía contienen objetos invisibles, como los quarks. Hoy en día los filósofos, como los físicos, ya no toman en serio el positivismo, por lo que el positivismo ya no tiene ninguna influencia en la física, ni buena ni mala.

Sin embargo, la mayoría de los físicos estarían de acuerdo con Krauss y Tyson en que la observación es la única fuente fiable de conocimiento del mundo natural. Algunos, pero no todos, se inclinan por el instrumentalismo, según el cual las teorías son sólo herramientas conceptuales útiles para clasificar, sistematizar y formular predicciones observacionales. Estas herramientas conceptuales pueden incluir objetos inobservables como los quarks.

Hasta hace poco, históricamente hablando, no se ha hecho ninguna distinción entre la física y la filosofía natural. El Thales de Mileto (alrededor de 624-546 a.C.) es generalmente considerado como el primer físico, así como el primer filósofo de la tradición occidental. Para los fenómenos buscaba explicaciones naturales sin ninguna referencia a la mitología. Por ejemplo, explicó los terremotos como el resultado de la Tierra descansando sobre el agua, arrullada por las olas. Lo argumentó sobre la base de la observación, no del pensamiento puro: la Tierra está rodeada de agua y las barcas en el agua oscilan. Aunque la explicación de Thales de los terremotos era incorrecta, todavía era una mejora sobre la mitología, según la cual fueron causados por el dios Poseidón golpeando el suelo con su tridente.

Thales es famoso por haber predicho un eclipse de Sol que según los cálculos de los astrónomos modernos ocurrió en Asia Menor el 28 de mayo de 585 AC. Sin embargo, la mayoría de los historiadores de hoy en día dudan de la veracidad de esta historia. La contribución más significativa de Thales fue proponer que todas las sustancias materiales estuvieran compuestas de un solo componente elemental, el agua. La propuesta de Thales, por equivocada que sea al afirmar que el agua es elemental, representa el primer intento conocido, al menos en Occidente, de explicar la naturaleza de la materia sin invocar a los espíritus invisibles.

Thales y otros filósofos jónicos que le siguieron se casaron con una visión de la realidad ahora llamada materialismo monista, en la que todo es materia y nada más. Y esta sigue siendo la opinión predominante entre los físicos, que no ven la necesidad de introducir elementos sobrenaturales en sus modelos, que describen con éxito todas las observaciones realizadas hasta la fecha.

La fractura a la que se refería Tyson ocurrió en el siglo XVII, cuando la física y la filosofía natural comenzaron a divergir en disciplinas separadas, después de que Galileo y Newton hubieran introducido los principios que describen el movimiento de los cuerpos. De esos principios primitivos Newton fue capaz de derivar las leyes del movimiento planetario que habían sido previamente descubiertas por Kepler. La exitosa predicción del regreso del cometa Halley en 1759 mostró a todos el gran poder de la nueva ciencia.

El éxito de la física newtoniana allanó el camino para una posición filosófica que veía al universo como un gran reloj, la máquina del mundo newtoniano. Según esta concepción, las leyes de la mecánica determinan todo lo que sucede en el mundo material. En particular, no hay lugar para un dios que tiene un papel activo en el universo. Como lo demostró el matemático, astrónomo y físico francés Pierre-Simon Laplace, las leyes de Newton eran en sí mismas suficientes para explicar el movimiento de los planetas en la historia anterior. Esto le llevó a proponer un concepto radical que Newton había rechazado: para entender el universo físico no se necesita nada más allá de la física.

Aunque el universo-reloj ha sido invalidado por el principio de incertidumbre de Heisenberg de la mecánica cuántica, la mecánica cuántica sigue siendo diabólicamente difícil de interpretar filosóficamente. En lugar de decir que la física “entiende” el universo, es más exacto decir que los modelos de la física son suficientes para describir el mundo material tal como lo observamos con nuestros ojos e instrumentos.

En la primera parte del siglo XX, casi todos los físicos famosos de la época – Albert Einstein, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Max Born, por nombrar algunos – reflexionaron sobre las consecuencias filosóficas de sus descubrimientos revolucionarios en el campo de la relatividad y la mecánica cuántica. Sin embargo, después de la Segunda Guerra Mundial, la nueva generación de protagonistas de la física – Richard Feynman, Murray Gell-Mann, Steven Weinberg, Glashow Sheldon y otros – consideraron que estas reflexiones eran improductivas, y la mayoría de los físicos (hubo excepciones en ambas épocas) las siguieron.

Pero la siguiente generación aún adoptó doctrinas filosóficas, o al menos habló en términos filosóficos, sin admitirlo ante sí misma. Por ejemplo, cuando Weinberg aboga por una interpretación “realista” de la mecánica cuántica, en la que “la función de onda es lo que representa la realidad física”, implica que los artefactos que los teóricos incluyen en sus modelos, como los campos cuánticos, son los ingredientes últimos de la realidad. En un artículo publicado en “Scientific American” en 2012[publicado en 2013 en “Le Scienze”], el físico teórico David Tong fue aún más lejos, argumentando que las partículas que realmente observamos en los experimentos son ilusiones y que los físicos que dicen ser fundamentales son de mala fe: “Los físicos enseñan rutinariamente que los ladrillos de la naturaleza son partículas discretas como los electrones o los quarks. Eso es una mentira. Los elementos constitutivos de nuestras teorías no son partículas sino campos: objetos continuos similares a fluidos dispersos por el espacio.

Este punto de vista es explícitamente filosófico, y aceptarlo acríticamente es una mala manera de pensar filosóficamente. Weinberg y Tong, de hecho, expresan una visión platónica de la realidad comúnmente aceptada por muchos físicos teóricos y matemáticos. Consideran sus ecuaciones y modelos como si hubiera una correspondencia uno a uno con la naturaleza última de la realidad.

En la Enciclopedia de Filosofía de Stanford en línea, Mark Balaguer define el platonismo de la siguiente manera: “El platonismo es la concepción de que[en última instancia] las cosas existen como objetos abstractos, donde un objeto abstracto es un objeto que no existe en el espacio o en el tiempo y, por lo tanto, es totalmente no-físico y no-mental. En este sentido, el platonismo es un concepto contemporáneo. Obviamente está relacionado significativamente con las ideas de Platón, pero no está del todo claro si Platón compartía este punto de vista, tal como se define aquí. Para no ser desequilibrado en este tema, el término “platonismo” se escribe con una “p” minúscula.

Aquí usaremos el platonismo con una pequeña “p” para referirnos a la creencia de que los objetos dentro de los modelos de la física teórica constituyen elementos de la realidad, pero estos modelos no están basados en el pensamiento puro, como el platonismo querría con la “P”, sino que están diseñados para describir y predecir observaciones.

Muchos físicos han adoptado acríticamente el realismo platonista como su interpretación personal del significado de la física. Esto no es irrelevante porque asocia una realidad más allá de los sentidos con las herramientas cognitivas que los seres humanos utilizan para describir las observaciones.

Para probar sus modelos, todos los físicos asumen que los elementos de estos modelos corresponden de alguna manera a la realidad. Pero estos modelos se comparan con los datos derivados de los detectores de partículas colocados en laboratorios equipados con aceleradores o en el punto focal de los telescopios (los fotones también son partículas). Son los datos – no la teoría – los que deciden si un modelo particular se corresponde de alguna manera con la realidad. Si el modelo no puede adaptarse a los datos, ciertamente no tiene conexión con la realidad. Si está de acuerdo con los datos, entonces probablemente tiene alguna conexión. Pero, ¿cuál es esta conexión? Los modelos son garabatos en las pizarras de la parte teórica del edificio de física. Esos garabatos se borran fácilmente; los datos no.

En su artículo sobre “Scientific American” Krauss revela rastros del pensamiento platónico en su filosofía personal de la física cuando escribe: “Hay una categoría de filósofos, algunos de los cuales toman su ejemplo de las sugerencias teológicas, que cuestionan el hecho de que los científicos puedan asumir que pueden ocuparse de cualquier versión de este problema ontológico fundamental. Recientemente,[en] una reseña de mi libro[The Universe from Nothingness] tal filósofo… ha afirmado con aparente autoridad (y sorprendentemente, porque el autor está entrenado como físico) algo que es simplemente erróneo: que las leyes de la física nunca pueden determinar dinámicamente qué partículas y campos existen, si el espacio en sí mismo existe o, más en general, cuál podría ser la naturaleza de la existencia. Pero esto es exactamente lo que es posible en el contexto de la teoría moderna del campo cuántico en el espacio-tiempo curvado.

La correspondencia directa y platónica entre las teorías físicas y la naturaleza de la realidad, como la de Weinberg, Tong y quizás Krauss, es muy problemática: en primer lugar, como es bien sabido, las teorías son temporales. Nunca sabremos si la teoría de campos cuánticos no será reemplazada un día por otro modelo más poderoso que no mencione los campos (o las partículas, si ese es el caso). En segundo lugar, como todas las teorías físicas, la teoría del campo cuántico es un modelo, un artificio humano. Probamos nuestros modelos para ver si funcionan; pero nunca podemos estar seguros hasta qué punto corresponden a la “realidad”, incluso para modelos altamente predictivos como la electrodinámica cuántica. Decir eso es metafísico. Si hubiera una manera empírica de determinar la realidad última, sería física, no metafísica; pero parece que no está ahí.

En la perspectiva instrumentalista no tenemos forma de saber lo que constituye los elementos de la realidad última. En esa perspectiva, la realidad se limita sólo a lo que observamos; no es necesario que haya una correspondencia uno a uno con los modelos matemáticos teóricos inventados para describir las observaciones. Además, no importa. Todo lo que estos modelos tienen que hacer es describir las observaciones, y para ello no necesitan metafísica. La relevancia explicativa de nuestros modelos puede ser el núcleo de la narrativa científica, pero juega un papel secundario con respecto a su capacidad descriptiva y predictiva. La mecánica cuántica es un excelente ejemplo de ello, dada su indudable utilidad a pesar de la ausencia de una interpretación filosófica compartida.

Así, aquellos que apoyan una visión platónica de la realidad tienen una cola de paja cuando denigran la filosofía. Están adoptando la doctrina de uno de los filósofos más influyentes de todos los tiempos. Esto también los convierte en filósofos.

Ahora bien, no todos los físicos que critican a los filósofos son platónicos a todos los efectos, aunque muchos se acercan a ellos cuando hablan de los elementos matemáticos de sus modelos y de las leyes que inventan como si fueran intrínsecos a la estructura del universo. De hecho, las objeciones de Weinberg, Hawking, Mlodinow, Krauss y Tyson se adaptan mejor a una crítica de la metafísica, y no dan crédito, en nuestra opinión, a las contribuciones vitales que todavía se le dan al pensamiento humano hoy en día en campos como la ética, la estética, la política y, quizás más importante, la epistemología. Krauss rinde un pequeño homenaje a estas áreas, pero sin mucho entusiasmo.

Por supuesto, Hawking y Mlodinow escriben sobre todo con temas cosmológicos en mente, y donde están luchando con los intentos metafísicos de entrar en el problema de los orígenes últimos, tienen toda la razón. La metafísica y sus especulaciones proto-cosmológicas, entendidas como filosofía, eran consideradas las siervas de la teología en la época medieval. Hawking y Mlodinow dicen que los metafísicos que quieren ocuparse de cuestiones cosmológicas no tienen la experiencia científica suficiente para hacer una contribución útil. Para los propósitos de la cosmología, la metafísica del sillón está muerta, suplantada por la filosofía más informada de la física, y pocos teólogos estarían en desacuerdo.

Krauss ha reservado su crítica más enfática de la filosofía de la ciencia, sugerimos que habría sido más constructivo si se hubiera centrado en ciertos aspectos de la metafísica. Andersen, para “The Atlantic”, le entrevistó sobre la cuestión de si la física había hecho obsoleta la filosofía y la religión. Y si no lo hizo por la filosofía, ciertamente lo hizo por la metafísica cosmológica (y por las afirmaciones religiosas que dependen de ella, como el argumento cosmológico tardío kalam que invoca la necesidad de un creador). Seguramente Krauss tenía en mente, al menos en parte, los intentos metafísicos de especular sobre el universo, considerando que la entrevista se inspiró en su libro sobre cosmología.

Cualquiera que sea la rama de la filosofía que merezca la estima de los estudiosos y del público, la metafísica no está entre ellos. El problema es simple. La metafísica pretende ser capaz de captar la realidad -para que pueda ser descrita con razón- pero no hay forma de saber si lo hace.

Así que, aunque los físicos importantes que hemos mencionado, y los otros en el mismo bando, tienen razón cuando desprecian la metafísica cosmológica, están completamente equivocados si piensan que tienen una filosofía completamente divorciada. En primer lugar, como ya se ha señalado, los que apoyan la realidad de los objetos matemáticos de sus propios modelos están jugando con la metafísica platónica, lo sepan o no. En segundo lugar, los que no han adoptado un punto de vista platonista aplican la reflexión epistemológica cuando dicen que la observación es nuestra única fuente de conocimiento.

Hawking y Mlodinow rechazan claramente el platonismo cuando dicen que no hay realidad independiente de la teoría o imagen del mundo. Pero apoyan una doctrina filosófica que llaman realismo dependiente del modelo, a saber, “la idea de que una teoría física o imagen del mundo es un modelo (generalmente de naturaleza matemática) y un conjunto de reglas que conectan los elementos del modelo con las observaciones. Pero aclaran que “es inútil preguntarse si un modelo es real,[se puede preguntar] sólo si está de acuerdo con las observaciones”.

No estamos seguros de cómo difiere el realismo dependiente del modelo del instrumentalismo. En ambos casos, los físicos sólo se ocupan de las observaciones y, aunque no niegan que son la consecuencia de alguna realidad última, no insisten en que los modelos que describen las observaciones correspondan exactamente a esa realidad. En cualquier caso, Hawking y Mlodinow actúan como filósofos-epistemólogos, al menos cuando discuten lo que podemos saber sobre la realidad última, aunque su respuesta sea: “Nada”.

Todos los distinguidos críticos de la filosofía cuyas opiniones hemos discutido reflexionan muy profundamente sobre la fuente del conocimiento humano. Es decir, todos son epistemólogos. Lo que podemos decir es que saben más de ciencia (que la mayoría) que los filósofos profesionales y que se basan en observaciones y experimentos más que en el pensamiento puro, pero no es que no estén filosofando. Por lo tanto, la filosofía no está muerta. Esta descripción se ajusta mejor a las variantes del pensamiento puro, como las que incluyen la metafísica cosmológica.