Solo el asombro conoce

Recientement ha aparecido la traducción española del libro "Solo el asombro conoce", de los italianos Marco Bersanelli, profesor de astrofísica en la Universidad de Milan y de Mario Gargantini. Este estupendo libro propone un recorrido a través de la apasionante aventura del conocer científico a través de la visión que de este han tenido grandes científicos, desde Einstein a Marie Curie, Eccles o incluso San Alberto. No es por lo tanto un manual sobre el método científico, aunque la especificidad del modo de conocer la realidad característico de la ciencia aparece continuamente, sino mas bien una reflexión sobre la esencia de la ciencia, sus motivaciones y su relación con el resto de dimensiones de la vida humana.

Afirma la cultura dominante que para poder conocer objetivamente un aspecto de lo real es necesario no tener ninguna implicación con el, estar completamente separado, y a menudo se propone la ciencia como paradigma de esta postura frente a la realidad. A través de las abundantes citas de "Solo el asombro conoce" descubriremos como los grandes científicos refutan continuamente esta impostura: desde Feynmann a Einstein, desde Lorenz a Galileo, explican que es la curiosidad, el asombro, el impacto frente a la belleza y el orden de la realidad lo que les mueve a acercarse al mundo físico y estudiarlo en detalle, con esa mezcla de observación detenida y razonamiento sin prejuicios que tanto caracteriza al método científico.

El libro esta estructurado en diversas partes, cada una de las cuales inspirada en un aspecto característico del método científico: el asombro, la observación, el experimento, el descubrimiento, la certeza, el signo y finalmente la finalidad. Cada uno de estos puntos captura una parte de la esencia de la aventura científica, como podrá testimoniar cualquier persona que se haya visto implicada en ella: desde la importancia de la fascinación por el orden y la belleza de la realidad como motor de la investigación científica, hasta lo básico de la obediencia al dato de la realidad sin imponer prejuicio alguno, pasando por el caracter de signo de todo descubrimiento científico, esto es, que todo conocimiento de la realidad nos indica a algo mas profundo, mas misterioso, mas grande, que probablemente jamás podremos aprehender del todo. Como sintentiza genialmente Feynmann: " La capacidad de asombrarnos, de maravillarnos ante la naturaleza como algo "dado" y "misterioso" es para Einstein la característica fundamental del científico".

En un momento histórico donde las vocaciones científicas están descendiendo alarmantemente en Europa, parece especialmente necesario volver a presentar la aventura científica en sus auténticas y apasionantes dimensiones, como una actividad que nace en el fondo del sentido religioso del hombre, esto es, de esas preguntas fundamentales, de esas exigencias de sentido y de belleza que todo hombre lleva en su corazón. La ciencia nace de una atracción intensa por parte de la realidad, y si somos fieles a su verdadero método nos encontramos con que la experiencia científica nos lleva siempre a un más allá, un punto de fuga hacia el que tiende todo, y cuanto más conocemos más nos maravillamos del misterio del orden de la naturaleza, que más rico se demuestra. La ciencia, tal y como han hablado de ella los más grandes científicos de la historia citados en el libro, es respuesta a las exigencias humanas fundamentales como decía el gran poeta inglés T.S. Elliot: "No cesaremos de explorar. Y el fin de nuestra búsqueda será llegar al punto de partida, y saber cual es nuestro lugar por primera vez."

Darwin everywhere

In general, essential scientific insights, when extrapolated out of their context, lead to rather mistaken views of reality, which surprinsingly are adopted almost as a new dogma, I guess since they are this famous scientific flavor. As one of the many examples one could mention Einstein's Theory of Special Relativity. People use to say "Well, you know, everything's relative, no? This is what Einsein said!", and of course who is to say that the sacred Einstein was wrong? No one, but first of all, the relativity of movement (that is, that uniform motion cannot be distinguished from rest) was discovered by Galileo and Newton in the XVII century, and Einstein genial insight (that a similar unification holds for space and time) does not imply at all a relatisvic view on human affairs (at least not more than after Newton's discovery ...)

There is also another common place, almost as used as the one I just described, related to Darwin and his theory of natural selection to explain the evolution of living beings. Since apparently Darwin showed that the only the fittest survive, here and there one reads that "this is natural, only the strongest survive" or "life is a jungle, you need to fight for your survival". As if Darwin, instead of a basic law to understand the evolution of living beings, had found a deep justification of the worst individualism, a new motivation for capitalism in which the role of Adam Smith's hidden hand is substituted by the more serious role of the inflexible laws or nature.

It is no my goal in this post to argue againts this unjustified application of Darwin to human affairs (which I think is fairly evident), but to reason that the evolution of human beings ceased to be darwinian many thousands of years ago, and with the advent of the greatest achievent oh human evolution, self-consciencie, began to be Lamarckian. Let me explain: in Darwin's mechanism for evolution, natural selection, the random variation of characters is transmitted to the descendants, so that after a very long period of time new species are formed. Note that characters aquired in life are never transmitted to the descendants. So if let us say a lion trains a lot to develop a much better speed to optimize its hunting, this will be not very useful to their descendants, which will not inherit any of these acquired characters.

However in Lamarckian evolution, which as we now today is not the mechanism for evolution, indeed these characters acquired in a lifetime are inherited by the descendants, so that if the above lion has developed a greater speed, this will immediately benefit their descendants and contribute to the excellence of the spcies.

Lamarckian evolution is very fast in time (it is directional) while Darwinian natural selection in not (it is random, not directional). This explains why very large periods of time are necessary for the formation of new animal species. However, human beings have the unique feature among all living beings that they can create culture and knowledge, and transmit this to their descendants, something which obviously leads to great benefits. So for humans the advantages over the environment acquired during a lifetime (say the discovery of fire) can be used immediately to their descendants, and this results in a very high pace for human evolution. Let me emphasize that Lamarckian-like evolution is only possible because of the fact that men have conscience, that is, they are aware of reality and that their place they play on it.

Consciene is a unique phenomena along all the history of the universe, and as today scientist do not have the smallest idea of how something like conscience could appear, leading to art, culture, technology and of course science! Summarizing, new time you hear that someone says "you known, life is a jungle, it is natural to fight for ouw own profit, as Darwin said", you could remark that it might or it might not be the case, but the credit should be given to Lamarck in any case .....

Quotation

Some posts ago I mentioned a very funny yet profound quotation about the nature of some scientist, but I was not able to recall neither the author nor the exact text. Thanks to my collaborator Matteo Cacciari now I know that the author is James D. Watson, one of the discoverers of the nature of the ADN chain. He said once "One could not be a succesful scientist without realizing that, in contrast to the popular conception supported by newspapers and mothers of scietists, a goodly number of scientists are not only narrow-minded and dull, but also just stupid" . Everyone who has ever been implied in the adventure of science will recognize Watson´s thought are tremendously adequate to real life ...

La continuidad de la ciencia en Occidente

Uno de los mayores problemas al que se enfrentan hoy en dia la gran mayoría de las disciplinas científicas muchos paises europeos es con el alarmante descenso del número de alumnos que cada año se matriculan en estas carreras. De hecho, este descenso es tan acusado que una extrapolación directa implicaría la completa desaparición de muchas carreras científicas en un intervalo de 20 o 30 años a lo sumo. Claramente, este en un worst-case scenario, pero de todas maneras es un problema muy real que afecta a todos aquellos que de una manera o otra estamos implicados en la aventura que es la ciencia, y que en mi opinión afecta también profundamente a la totalidad de la sociedad por las razones que discutiré en breve.

Es interesante analizar las razones por las que se da este fenómeno, apuntadas en un reciente ensayo del Dr. Marco Bersanelli de la Universidad de Milan en la revista Quaderni di Sussidiareta. En primer lugar apunta una razón que poca gente negará, que es la falta de inversión en la formación de científicos y sus enormes dificultades para inserirse después por ejemplo en el mundo de la empresa, lo que hace que la vocación científica sea una apuesta profesionalmente muy arriesgada. Este efecto es muy importante en paises como Italia o España, donde el porcentage de doctores que trabajan en la industria es muy inferior a los de otros paises europeos, y que restringe mucho las opciones profesionales de las personas que apuestan por carreras de ciencia básica.

Sin embargo, esto es solo un aspecto de un problema mucho más complejo, pues incluso en paises donde la carrera científica está mucho más valorada se produce este mismo fenómeno de falta de interés por carreras científicas. El Dr. Bersanelli apunta a razones más profundas, relacionadas en última instancia por una concepción utilitarista de la vida que ya no se fascina por el encuentro frente a la realidad. Esta falta de interés por la realidad se puede percibir sobre todo aquellos que se dedican a la docencia de materias científicas a todos los niveles, cuando los alumnos aprenden las fórmulas de una determinada teoría sin ni siquiera tener demasiado presente que corresponden a una descripción de la realidad que tienen delante (ayudados en esto por una cierta pedagogía para la cual es esencial separar lo que se estudia de qualquier relación con el resto de la realidad y en particular con los alumnos mismos).

Más allá de todo análisis económico o sociológico, nada se entenderá de este alarmante fenómeno del descenso de estudiantes en las carreras científicas sin tener presente que la ciencia es sobre todo fascinación por el impacto frente a la realidad, que nos mueve a interpelarla y preguntarle que más maravillas nos esconde. En la medida que una cultura impida o niegue este fascinación, que no valore el dato de lo real por encima de toda construcción ideológica, antes o después la ciencia básica está en proceso de decadencia.

Más sobre física y bolsa

Como explicaba en uno de mis posts anteriores, últimamente de interesa mucho la relación entre física y economía, en particular como los métodos de la física nos pueden ayudar a entender mejor el complejo mundo de la economía. Estaba hablando el otro dia con un amigo mio que trabaja en una importante consultoria de finanzas, y me explicaba como por ejemplo en el campo de la bolsa está lleno de leyendas urbanas sobre su comportamiento, tradiciones, intuiciones, pero que realmente hay poca base sólida en los diferentes métodos de predicción. Con la excepción de la llamada Finanzas Cuantitativas, no parece que potentes métodos matemáticos ayuden mucho a la mayoría de los brokers.

Por esto mi amigo y yo hemos empezado un pequeño ejercicio de intentar predecir acciones del mercado de la bolsa utilizando redes neuronales artificiales. De hecho, hay que ser más precisos: no buscamos la predicción temporal (esto es, si tal accion acabo a X ayer, como acabará hoy) sino en buscar correlaciones entre propiedades de diferentes acciones que no sean evidentes y que desmuestres dinámicas ocultas del mercado de bolsa (por ejemplo, si tal acción sube X, tal otra baja Y, podemos decir si la acción Z subirá o bajará?). Creo que tan importante como el método matemático que uno use es conocer el problema bajo consideración y sobre todo formular la pregunta adecuada. Los grandes avances en ciencia han comenzado muchas veces en formular por primera vez la pregunta adecuada, y por lo que entieno esto deberia ser igual también aquí.

Como ejemplo curioso, podeis ver en la siguiente imagen un gráfico de la predicción del IBEX35 basado en redes neuronales. Como, podeis ver, tenemos el resultado no obvio que la predicción es razonable para un número bastante grande de dias. De todas maneras, aun falta mucho para poder cuantificar si la predicción el realmente significativa estadísticamente, pero parece un buen punto de partida.

Por cierto, el otro día me llegó un libro con el curioso título Mi vida como un cuanto, que es una especia de autobiografía de un fisico teórico que después de muchos años haciendo investigación de primer nivel se paso a trabajar en Godman Sachs en finanzas quantitativas, y se ha convertido en un absoluto número uno también en esto de la economía. A ver si esta semana le puedo echar una ojeada ...

"The fabric of reality" and the theory of everything

These days I am reading the essay "The fabric of reality" by physicist David Deustch, well known for example by his works in the field of Quantum Computation. In this essay Deutsch proposes his own version of a "Theory of Everything", a theory that has all the ingredients to understand and explain all the reality as we experiment it. It is a rather ambitious proposal based on four basic scientific theories: quantum theory, biological evolution, epistemology and computational theory.

I have just read the very first chapters, so let me just comment on a couple of points that seem of interest to me. First of all Deutsch points out that a"Theory of Everything" cannot in any case be interpreted in the reductionist way some theoretical physicists think about it, like string theorists like to name their loved theory. Indeed, Deutch argues that even in in the future a theory that unifies all fundamental particles and forces is discovered, this will not be in any case a complete theory of Reality, since most of the features of nature cannot be derived from its fundamental components, that is, one cannot derive the theory of evolution from fundamental physics. This is what in recent times has been advocated as an "emergent" view of physical reality rather than an "reductionist" view.

Second is that according to Deutsch the only possible real understanding of quantum teory is Everett's Many Worlds interpretation, according to what there exists an infinite number of parallel universes just like ours, with "ghost" (for us) particles which however can interact with our own universe particles to form the characteristic interference patters that are one of the most astounding features of quantum mechanics. This interpretation seems at least controversial, however the canonical interpretation of quantum mechanics in terms of propagation of "wave functions" is also not the most intuitive concept in the world. I am a bit skeptical about the real existence of this "multiverse", my feeling is that more work on the foundations on quantum mechanics (or a deeper theory) should bring us a better understanding of the in any case extremely surprising quantum world.

More as I go on with this interesting essay in the short future ...

La experiencia humana de la visión

Acabo de recibir el catálogo de la exposición "La luz, los ojos, el significado: la experiencia humana de la visión", que organizó la Asociación Euresis para la promoción y el desarrollo de la ciencia en el Rimini Meeting , el encuentro cultural más importante de Italia que se celebra anualmente en la homónoma ciudad adriática.

Esta muestra se acerca de una manera apasionante al mundo de la visión humana en toda la diversidad de sus aspectos: la física de la luz, la biología del ojo y del proceso de recepción de imágenes, la neurobiologia del cerebro y el almacenamiento de imágenes y la psicología asociada al hecho de la visión. Todo esto unificado por las consecuencias más profundas de la visión en el ser humano, que no se restrige a la adquisición de información sino por encima de todo que es indagación de la realidad en busca de significado.

Cosas curiosas que ha descubierto recientemente la ciencia neurológica es que el proceso de visión no es unitario de una manera primaria, esto es, no el que veamos algo y se nos quede grabada la imagen en algún lugar del cerebro, sino que al contrario algunas regiones del encéfalo registran el movimiento, otras las formas y otros los colores. Como entonces se produce la síntesis unitaria que llamamos visión? A través del gran misterio de la neurociencia: aquello que llamamos conciencia.

A través del recorrido de la muestra, acompañada de imágenes y citas de personajes conocidos como pintores y poetas sobre el concepto de la visión humana, nos damos cuenta que en efecto la visión es aquel de nuestros sentidos que más nos introduce en la realidad, y que el proceso de visión en el ser humano está intrísecamente ligado a la pregunta por el significado de las cosas.