mercredi 23 janvier 2008

El (mal) comportamiento de los mercados

Aunque el nombre del científico B. Mandelbrot pueda no ser muy conocido para el gran público, algunas de sus creaciones son extremadamente populares, como el llamado Monstruo de Mandelbrot y todas las imágenes comunmente asociadas a la denominada geometría fractal, de la que Mandelrot fue uno de los iniciadores y populizadores. En la siguiente imagen vemos el popular Fractal de Mandelbrot, convertido en icono de la cultura popular, como la imagen de Einstein con la lengua fuera y su famoso E=mc^2! La cosa intersante del conjunto de Mandelbrot es que por mas que magnifiquemos la imagen, su complejidad no deja de disminuir, sino que por el contrario es auto-similar, y esto no deja de sorprender si sabemos que la formula que genera este dibujo es extraordinariamente simple. Los fractales aparecen también en organismos naturales, como vemos en la siguiente imagen de la ramificación que se produce en el interior de un pulmóm humano.




El pulmón, un ejemplo de fractal auto-similar natural



El famoso fractal conocido como el monstruo de Mandelbrot.



Mandelbrot se denomina a si mismo de manera orgullosa como un científico maverick , lo que se podria traducir como un llanero solitario, esto es, un científico que se encuentra al margen de las principales lineas de investigación académicas. Trabajó la mayor parte de su vida en un centro de investigación de la IBM, lejos de las presiones del mundo académico, y pudo orientar su investigación a temas no muy ortodoxos para un científico en ese momento como la economía o la geometría fractal de la naturaleza.


La predicción de los mercados financieros es la piedra filosofal buscada por millones de personas, y no solo economistas sino también algunos científicos han intentado utilizar las técnicas de sus respectivas disciplinas para entender mejor la problemática subyacente. Mandelbrot tiene un libro de divulgación (llamado The (mis)behaviour of markets) donde presenta su visión de la economía y los mercados financieros. Empieza criticando las hipótesis fundamentales de lo que podríamos denominar Modelo económico estándard:


  1. Las variaciones de los precios en un mercado son aleatorias e independientes entre si

  2. Aunque la predicción de las variaciones individuales es imposible, obedecen una distribución de probabilidad bien conocida: la distribución gausiana o normal, caracterizada por solo dos parámetros: la media y la desviación estándard


A partir de estos presupuestos matemáticos se construye el modelo del Random Walk para el comportamiento de los mercados, que a su vez permite diseñar herramientas económicas de enorme importancia como la teoría de Black-Scholes para la valoración de opciones, el Portfolio Managent o el Capital Asset Pricing Method (CAPM), algunas de las cuales han sido merecedoras del Nobel de economía, y que intentan en menor o mayor grado predecir el comportamiento de los mercados o al menos los riesgos asociados a cada producto.


Para Mandelbrot las hipótesis matemáticas del modelo económico ortodoxo no se corresponden a la realidad. Por ejemplo, las mayores caidas de la bosla en este siglo, como la de 1987, tenían una probabilidad negligible si la distribución de probabilidad hubiera sido gausiana. Siempre para Mandelbrot, los postulados correctos serían más bien


  1. Las variaciones de los precios en un mercado son aleatorias, pero dependientes entre si a diversas escalas temporales. En particular, las variaciones más grandes tienen a coincidir en un mismo intervalo temporal

  2. La distribución de probabilidad de las variaciones de los precios no es tipo normal sino tipo ley de potencia. La propiedad importante de estas distribuciones es que eventos con variaciones de precios muy alejadas del valor medio son mucho más probables que en el caso de la gausiana.

  3. Las variaciones de precio tienen la propiedad de auto-similaridad, como todos los fractales: una gráfica de variación de los precios en un día tiene el mismo aspecto que una de la variación mensual, anual o incluso decadal.


Podemos ver en las siguientes imágenes gráficas de precios generados por una simulación de los mercados basada en la geometría fractal (arriba)
y otra basada en la teoría ortodoxa (abajo). Las diferencias son evidentes, mientras que en el caso ortodoxo las variaciones son siempre semejantes, en el caso fractal tenemos cambios mucho más bruscos.




Variaciones relativas de precios generada con una simulación con los presupuestos ortodoxos.

Gráfica de precios en un modelo fractal

Variaciones de precio en el modelo fractal


La conclusión de Mandelbrot es que los mercados financieros son mucho más arriesgados de lo que se estima de manera común (tanto por la gran correlación temporal como por la relativa frecuencia de eventos catastróficos ), y que este riesgo debería tenerse siempre en cuenta. No es claramente una conclusión muy animadora para toda la gente que espera hacerse rica con la bolsa, pero no deja de mostrar como el azar tiene un papel fundamental en todo lo que tenga que ver con los mercados financieros, especialmente ya que el precio de algo (sea una acción, una opción futura o un kilo de forraje) es una cantidad completamente subjetiva que depende del valor que los compradores y vendedores le asignen.


Coda: La figura del maverick siempre ha sido extremadamente popular entre la opinión pública, mostrando una concepción equivocada sobre el método de proceder habitual de la ciencia. La imagen del científico loco genial, que descubre por si solo las teorías más importantes, no puede ser más equivocada, al menos como norma general. Como decían los eruditos monjes en el Chartres medieval, "si hemos llegado a ver tan lejos es debido a que estabamos erguidos sobre los hombros de gigantes", esto es, que incluso los científicos más geniales han dependido de manera crucial de los trabajos de aquellos que los han precedido (y Mandelbrot no es una excepción, por más que a los divulgadores de la ciencia les guste propagar esta imagen).

mercredi 2 janvier 2008

El origen de la vida

El fenómeno que denominamos vida es uno de los más fantasticos y sorprendentes que existen. Capaz de medrar incluso en las condiciones más extremas y de adaptarse a todo tipo de ambientes, la aparición de la vida cambió para siempre la historia de nuestro planeta y fue el origen de otro fenómeno aún más sorprendente: la aparición del hombre, con sus únicas capacidades de razonamiento y autoconciencia. Sin embargo, siendo claramente el nacimiento de la vida un acontecimiento de importancia colosal, hoy en dia a la ciencia aun le queda mucho camino por recorrer hasta entender completamente los mecanismos que lo hicieron posible.


El reconocimento de la importancia tanto científica como filosófica de este problema no se produjo hasta mediados del siglo XIX. Anteriormente la opinión dominante es que formas de vida sencillas se podian obtener de manera espontanea si se daban las condiciones adecuadas, teoria conocida como de la genereación espontánea de la vida. No fue hasta una serie de cuidadosos experimentes de Pasteur, donde demostró que en medios sin vida aislados del ambiente jamás de produce vida (en su forma más simple de bacterias) de forma espontánea, cuando se empezó a percibir el carácter fundamental del originarse de la vida, proceso que ocurrió probablemente una sola vez en un pasado muy lejano. Esta percepción, unida al descubrimiento de la evolución de la vida mediante la selección darwiniana, que implicava un único organismo original del que toda la vida posterior descendía, colocó al problema del origen de la vida en las prioridades de la agenda científica. Muchos descubrimientos posteriores, desde la asombrosa complejidad de los mecanismos celulares hasta el mecanismo de transmisión de la herencia mediante el código genético, no han hecho más que aumentar el asombro frente al fenómeno de la vida y hacer aún más urgente entender las razones de su origen.



Se encuentran dos posturas sobre este problema extendida entre la comunidad científica. La primera es la de que la vida no es más que una casualidad de proporciones cósmicas, la agrupación aleatoria y fortuita de un conjunto de moléculas que dio lugar al primer organismo que podríamos considerar vida. Esta postura supone que la vida es un fenómeno tan inusual que es virtualmente imposible que se haya repetido en cuanquier otra parte del universo. Esta es por ejemplo la postura del Nobel Jacques Monod, que en su famoso "Azar y Necesidad" decía aquello que que por fin en hombre sabe que es el producto del más ciego azar y que se encuentra solo en el universo. La postura opuesta supone que la vida es un fenómeno que se produce con facilidad por poco que se den las condiciones minimamente adecuadas, y que por lo tanto la vida, al menos la microbiana, debería estar presente en otros planetas, incluso dentro de nuestro propio sistema solar. Esta postura es la sostenida por ejemplo por científicos como Carl Sagan para los que el Universo debe ser un hervidero de formas de vida, y tiene el apoyo de la observación que la vida en nuestro planeta aparece immediatamente después de que las condiciones para la habitabilidad fueron satisfechas.



Por supuesto es imposible discriminar entre estas dos posturas a menos que o bien se identifique un mecanismo razonable para el origen de la vida (lo que probablemente implicaría poder generar organismos vivos en un laboratorio a partir de productos químicos) o bien el descubrimiento de otras formas de vida fuera de nuestro planeta. Estos nuevos organismos en principio podrían medrar también en sistemas mucho más ásperos que lo que se podía esperar, ya que en los últimos años se han encontrado nuevos organismos, llamados extremófilos, que viven en la condiciones más extremas, como en las fuentes volcánicas de las bases oceánicas. Fijémonos en que la cuestión importante es si el origen de la vida es un suceso único en la historia del universo o se puede considerar como una consecuencia normal de las leyes de la naturaleza en los entornos adecuados. El segundo caso tiene consecuencias filosóficas profundas, pues implica que las leyes de nuestro universo son de alguna manera
bio-friendly, es decir, amigas de la vida.



Las fuentes volcánicas marinas son, contra lo que cabría pensar, un hervidero de vida, y de hecho sus habitantes son algunos de los organismos más antiguos de nuestro planeta.


Para acabar solo remarcar que el problema del origen de la vida compleja, de los animales y plantas, es una historia completamente a parte, y que aunque las condiciones que posibilitan la vida microbiana son bastantes amplias, la evolución hacia las formas de vida más organizadas como los animales requiere de otra serie de factores mucho más restrictivos que hacen de su presencia en otros mundos una cuestión mucho más improbable.



El árbol de la vida, con los tres dominos originandose a partir de un único ascendiente.

mardi 11 décembre 2007

La mente de Dios

Afirma el conocido físico y cosmólogo británico Stephen Hawking en su best-seller “Breve historia del tiempo” que si algún día la ciencia consiguiera descubrir la Teoría del Todo, esto es, una teoría unificadora de todas las leyes fundamentales de la física, entonces finalmente los hombres podríamos, por primera vez en la historia del universo, “leer la mente de Dios”. Esta cita de Hawking es el origen del título del libro de Paul Davies, otro físico teórico británico, investigador en gravedad cuántica, pero también en filosofía de la ciencia, y conocido por el gran público por la amplitud de su obra de divulgación científica.

En este libro Davies discute hasta donde pueden llegar los esfuerzos científicos del hombre para comprender el universo, y el papel que el hombre mismo juega en él. Davies describe las teorías científicas más modernas que intentan comprender el universo y su origen y que van más allá de la teoría del Big Bang, como teorías donde el tiempo más que empezar de cero emerge de una transformación de una dimensión espacial o teorías donde los universos son continuamente creados a partir de otros universos. Otro aspecto que analiza en detalle, bastante de moda en la ciencia moderna, es el del paradigma de la realidad como un ordenador, donde las leyes de la naturaleza juegan un papel análogo al del código del programa, y donde categorías como computabilidad y realidad virtual cobran un significado físico fundamental.

Uno de los resultados más sorprendentes de la ciencia moderna es la observación que los valores de las constantes de la naturaleza que determinan las leyes físicas y otros parámetros (como las condiciones iniciales cosmológicas) son tales que incluso pequeñas desviaciones de estos convertirían el universo en un lugar donde la vida, y mucho menos la humana, serían completamente imposibles, al menos en nuestro estado actual de los conocimientos sobre la biología que hace posible la vida. Este principio, llamado Principio Antrópico, ha sido abrazado por muchos y odiado por otros, pero su influencia en la moderna concepción científica de la realidad es innegable. Davies mismo, sin ser creyente en el sentido tradicional de la palabra, afirma que el ser humano ocupa una posición completamente central en el cosmos, y que su capacidad de descubrir las leyes de la naturaleza, la estructura de la realidad, no es una mera casualidad cósmica sino que es un hecho con implicaciones muy importantes para toda teoría científica del mundo.

El punto sobre el que Davies centra sus argumentos es el del límite de la ciencia y en particular el de la física teórica. Para Davies, por más que avance nuestro conocimiento de las leyes fundamentales de la realidad, siempre quedará un punto de misterio que se nos escapará, que a pesar de nuestros esfuerzos nunca seremos capaces de aprehender completamente. Por ejemplo, incluso aunque se encuentre una teoría que unifique a la física de partículas, todavía queda por explicar porque precisamente esta teoría describe el universo, y porque sus constantes son tales que el universo parece ajustado para la existencia de vida inteligente. Y aunque (muy hipotéticamente) se pueda demostrar que existe un multiverso con una multiplicidad de leyes físicas para esquivar el problema antrópico, aun quedarían por explicar tres problemas fundamentales: porque existe precisamente algo en vez de nada, que este algo tenga un orden intrínseco, y, tal vez el mayor misterio, como pueden existir criaturas, parte de este universo pero al mismo tiempo capaces de aprehender y maravillarse con este orden.

La vía de escape que de manera arriesgada propone Davies para intentar superar estos límites a nuestro conocimiento de la realidad física es sorprendente: el misticismo. Aunque personalmente él nunca haya vivido semejante tipo de experiencias místicas, para Davies la experiencia mística es la única manera de vislumbrar aunque sea brevemente la totalidad y el sentido último de la realidad. Aunque para Davies la experiencia mística dependa en parte de condicionamientos históricos y culturales (los místicos occidentales se refieren al encuentro con en Ser personal mientras que los orientales con la realidad total), el misticismo en una manera con la que los hombres pueden transcender sus limitaciones materiales y percibir el misterio que trasciende y da consistencia a la realidad.

En resumen, un ensayo apasionante que obliga a volver a reflexionar sobre aquellas preguntas a partir de la cuales nacieron la ciencia y el conocimiento y que en el fondo siempre acompañan la aventura humana: ¿Quienes somos? ¿De donde venimos? ¿Cuál es el sentido de la realidad?

samedi 24 novembre 2007

Ciencia y anti-ciencia

Es el nuestro un tiempo de pleno triunfo de la ciencia, esto es, de la razón aplicada a la comprensión del mundo natural? Es mi opinión que desgraciadamente no. Es imposible negar como la ciencia y sus aplicaciones tecnológicas han cambiado de manera absolutamente radical nuestro mundo en unos pocos cientos de años, pero esto es muy diferente a decir que la mentalidad científica ha permeado la cultura popular. De hecho, en todas partes encontramos mas bien pruebas del éxito de lo que, a falta de un nombre positivo, podriamos llamar anti-ciencia .


En una época de supuesta iluminación científica, de manera paradógica (o tal vez no) lo oculto, lo paranormal, lo misterioso está más de moda que nunca. Los programas de televisión sobre lo paranormal tienen una audiencia muchísimo superior a los pocos programas de divulgación científica, y no digamos ya las publicaciones escritas, con el ejemplo flagrante del "Codigo da Vinci" y similares, que deben hacer retorcerse de dolor a cualquier historiador minimamente serio. Bajo el paraguas de un supuesto multiculturalismo políticamente correcto proliferan todo tipo de terapias alternativas naturales , como si la medicina del brujo de la tribu fuera tan válida como la mejor medicina occidental (basada, no olvidemos, en la comprensión de las causas naturales de las enfermedades y de las respuestas biológicas de los organismos a estas). Por no hablar de horóscopos, astrología y adivinaciones diversas, un mercado tremendamente dinámico. Todo esto sumado a una cultura científica cada vez más pobre, donde las pocas apariciones de la ciencia en la escena pública se deben a conflictos ajenos a su naturaleza (políticos como en el cambio climático o éticos como en biotecnología).


Cuales son las características que hacen que toda este conjunto de disciplinas sean no solamente no científicas, sino más bien el paradigma de la anti-ciencia? Se podría argumentar que la falta de confirmación experimental, pero por ejemplo un fanático de los ovnis nos diría que se han documentado millones de observaciones u otras tantas abducciones, o un adicto a la medicina alternativa diría que esta ha curado a millones de personas a lo largo de los siglos (un punto crucial del método científico, el caracter cuantitativo y no meramente descriptivo de la observación, parece que se les escapa a estas personas).


Yo creo que el argumento con más fuerza para denunciar estos movimientos anti-científicos (y por lo tanto anti-racionales y anti-humanos) es que por más observaciones y experimentos que se realicen, nunca se avanza en la comprensión del fenómeno en cuestión. Para entender esto, demonos cuenta que la ciencia avanza no solamente cuando se observan fenómenos nuevos, sino cuando se unifican todo esta serie de observaciones en un cuerpo sólido, unificado y coherente de conocimiento llamado teoría científica.


Pongamos por ejemplo los fenómenos paranormales. El nombre ya indica la falsedad presente, pues lo que la ciencia trata de hacer es convertir fenómenos inexplicados en fenómenos normales a través de su comprensión racional, pero sin nada paranormal se les acaba a muchos el tinglado, esto es, que no hay nada en el mundo que fastidiaría más a estas personas que entender lo paranormal. Los científicos (o al menos la immensa mayoría) no creemos que, digamos, la telepatía o la telequinesia sean tonterías por mero prejuicio. Podría suceder que existiera por ejemplo un método de transmisión de información entre cerebros basados en ondas electromagnéticas o otro mecanismo que explicara este supuesto fenómeno, o (forzando la máquina) que existieran nuevas fuerzas desconocidas que pudieran ser activadas a distáncia por algún organo humano.

No, decimos que son una falsedad primero de tdod porque jamás se han observado en las condiciones que validan un experimento científico (como el ser capaz de ser repetido sistemáticamente por personas diferentes en condiciones similares), que es algo mucho más potente que la mera experiencia cualitativa. Segundo y más importante aún, porque incluso las personas que afirman experimentar estos efectos, por más años que pasen, son incapaces de formular una explicación unificada de su origen y de sus causas. Por ejemplo, desde los años 50 hay noticias de observaciones de ovnis, millones de ellas si creemos a sus fanáticos, pero después de todo este tiempo nuestro conocimiento sobre los visitantes es tan absolutamente nulo como hace 50 años: son verdes o azules? como propulsan sus naves? vienen de urano, ganímedes o raticulín? Y la excusa de una conspiración mundial para ocultar el fenómeno es ridícula: creer que todos los gobiernos del mundo son tan tremendamente eficaces para ocultar a los alienigenas de la opición pública es para mi una hipótesis mucho más increible que la misma existencia de los pequeños seres azulados (además porque son siempre antropomórficos los aliens? Si la evolución diera lugar a otras formas de vida inteligentes, seguramente daria lugar a formas mucho más divertidas!).


Podría seguir poniendo ejemplos de como la nuestra es una época tremendamente anticientífica, para depresión de los iluministas que creian que la ciencia eliminaría la superstición y la incultura. Encontrar revistas serias de divulgación científica como Investigación y ciencia junto a panfletos como Año cero en las librerías es algo que a mi personalmente me revuelve las tripas. Pero más allá de caer en la desesperación, esta percepción nos debe impulsar a transmitir con más fuerza todavía la belleza que golpea a la persona que se enfrenta a los misterios de la ciencia, esto es, a la verdad de la realidad y no a nuestras nebulosas ilusiones. Es esta belleza que apasiona al científico lo que puede permitir recuperar, más allá de planificaciones diversas, un amor por el conocimiento científico en nuestra sociedad.

mercredi 21 novembre 2007

La guía políticamente incorrecta del calentamiento global

El cambio climático y sus efectos es uno de las temas más de moda actualmente, como se ha podido ver en la reciente reunión del Panel Internacional sobre el Cambio Climático (IPCC) en Valencia. Sin embargo, las conclusiones científicas de los estudios sobre el cambio climático y el calentamiento global se entremezclan con las conclusiones políticas y sociales, con lo que es difícil a veces distinguir la ciencia de las consecuencias políticas que se justifican en esta ciencia.



No es casualidad que el IPCC y Al Gore hayan recibido el Premio Nobel de la Paz y no de la ciencia, pues para mucha gente el calentamiento global es un problema sobre todo moral, la ciencia del cual esta plenamente establecida. Debido a esto, cualquier persona o organismo que o bien plantee que el calentamiento global no es tan severo como algunos alarmistas plantean, que dude que se deba en mayor parte a efectos antropogénicos o que razone que las soluciones que se proponen (como el protocolo de Kyoto) pueden no ser las mas efectivas para tratar este problema son automáticamente estigmatizados por la inmensa mayoría de la comunidad internacional, sin estudiar siquiera los fundamentos científicos de sus opiniones, y siendo incluso acusados de negacionistas. Esta situación es ciertamente incómoda, pues sabemos los resultados dolorosos que históricamente han opuesto al pseudo-dogma científico con la auténtica ciencia, desde el caso Galileo, las persecuciones de Lysenko o más recientemente el movimiento creacionista.


El libro de C. Horner que acaba de aparecer, La guía políticamente incorrecta del cambio climático (Ciudadela) es un análisis deliberadamente provocativo del movimiento ecologista actual y su caballo de batalla más reciente, el calentamiento global. No es un libro científico, aunque si muestra como el actual movimiento ecologista tampoco lo es, es más, como es profundamente anti-científico, y como si es necesario se exageran dramáticamente incluso los modelos más extremos de calentamiento global y cambio climático, como el la famosa película de Gore, “Una verdad incómoda” . Se aumentan espectacularmente las cifras de organismos como el IPCC, poco sospechosos de escepticismo, u se pasan de aumentos del nivel de mar de centímetros a metros y de aumentos de temperatura multiplicados.



En el libro se explican ejemplos interesantes de como resultados científicos han sido aceptados sin las preceptivas comprobaciones en revistas prestigiosas, solo porque eran favorables a la hipótesis del cambio climático antropogénico, como el famoso “stick de hockey”, la gráfica de la temperatura de la Tierra en los últimos mil años.: No se extraen las mismas conclusiones de la grafica del IPCC del año 1990:

donde se ve que en la Edad media la temperatura fue superior a la de la actualidad, que una version posterior que afirma lo contrario:

(al menos se ponen errores, muchas veces aparecia esta gráfica sin errores) y finalmente la versión corregida de la gráfica anterior, donde vuelve a aparecer el periodo cálido medieval:

Cual es la versión correcta? Es difícil de decir sin tener un conocimiento técnico del método utilizado, pero no es imposible que influencias externas a la ciencia hayan influido en la interpretación de los resultados.



La existencia y la magnitud del cambio climático antropogénico, y sus efectos previsibles son ciertamente en problema científico (y muy complicado debido a la complejidad de los sistemas climáticos), pero la manera de como enfrentarse a ellos es en cambio un problema político. Si son realmente las emisiones de gases de efecto invernadero las causantes de este calentamiento global, entonces lo que se requiere no es simplemente un poco más de reciclaje sino una reestructuración masiva de las economías mundiales y sobre todo de las fuentes de producción de energía, que no es pecata minuta. Es curioso que las mismas exigencias se presentaban hace 30 años, donde entonces lo que se temía era una hambruna mundial y un congelamiento global que nos llevaría a una nueva edad de hielo.


Otro capítulo a parte merecen las respuestas al calentamiento global. Una alternativa seria generalizar el uso de la energía nuclear, pero también en este punto las opiniones ecologistas y de gran parte de la opinión pública se oponen por prejuicios anticientíficos. Las llamadas fuentes de energía alternativas no son a día de hoy rentables, y solo subsisten gracias a las subvenciones masivas de los estados (sumamente beneficiosas por otra parte por tantas empresas energéticas responsables que luchan contra el cambio climático).


Este libro no puede considerarse como una fuente de referencia para entender la ciencia relativa al conjunto de procesos climáticos globales denominados genéricamente como cambio climático y calentamiento global, pero si que es estimulante para motivar a buscar siempre la verdad científica también en estas situaciones, donde muchas veces las consideraciones políticas y económicas deforman y utilizan, cuando no directamente falsifican, las conclusiones y estudios científicos. Yo animo a todo el mundo que tenga interés real en este problema que vaya a la web del IPCC, se baje los documentos científicos y se los estudie, es la mejor manera se saber que postura tomar sobre este problema. También recomiendo que se esté atento a las magnitudes implicadas: las respuestas frente al calentamiento global no serán iguales si el aumento previsto de la temperatura en este siglo es de 2 grados o de 20 grados!

mercredi 14 novembre 2007

Las dudas de la física en el Siglo XXI

La historia de la ciencia es muchas veces la historia de la unificación de fenómenos que se creian indendientes en un único marco teórico. Podemos considerar por ejemplo la unificación de movimientos terrestes y celestes a cargo de Newton, la unificación del movimiento uniforme con el reposo de Galileo, la unificación de la electricidad y el magnetismo de Maxwell, la unificación de los movimientos acelerados con la gravedad en la Teoria de la Relatividad General de Einstein o la más reciente unificación del electromagestismo con la fuerza nuclear débil. El objetivo de muchos físicos teóricos es seguir este camino hasta encontrar la famosa Teoria del Todo, una teoría que unificaría todas las fuerzas conocidas con todas las partículas y con el mismo espacio tiempo, la teoria última de la que en principio se podrían derivar todo el resto de las leyes de la naturaleza.

Uno de los mayores impedimentos actuales para encontrar (si existe) esta Teoria del Todo se encuentra en las tremendas dificultades en unificar probablemente las dos teorias más importantes de la física: la relatividad general, la teoria de la gravedad y del espacio-tiempo, con la mecánica cuántica. Mucho se ha trabajado en esta frontera de la física teórica, a la que Einstein mismo dedicó los últimos años de su vida. Sin duda la candidata más sólida para esta unificación es la famosa Teoria de Cuerdas. En esta teoría, las partículas dejan de ser puntuales y se transforman en minúsculas cuerdas, de manera que la unificación de fuerzas y partículas es immediata: cada fuerza es una manera distinta de interactuar entre las cuerdas y cada partículas es una manera de vibrar de estas cuerdas fundamentales. Claramente la dimensión de estas cuerdas en muchos ordenes de magnitud inferior a las menores distancias jamás examinadas por el hombre.

Desde que se solucionó un problema matemático clave para la viavilidad de la teoria, la llamada cancelación de la anomalía en 1983, muchos de los mejores físicos teóricos del mundo se entregaron en cuerpo y alma a estudiar esta nueva teoria. Aunque en el principio se pensaba que en pocos años se podría encontrar la teoría de cuerdas definitiva que tenía asociada toda la física de particulas que hoy conocemos, con el tiempo esta esperanza se fue desvanenciendo. Es este aparente fracaso de la teoria de cuerdas para satisfacer todas las espectativas que había generado lo que se analiza en el libro “Las dudas de la física en el Siglo XXI” del físico teórico Lee Smolim, que ha trabajado él mismo en teoria de cuerdas así como el otras formulaciones alternativas de la gravedad cuántica.

Smolin repasa el estado actual de la teoría de cuerdas. Uno de los problemas fundamentales con los que se enfrenta la teoria es la existencia de una infinidad de teorias de cuerdas aparentemente válidas (aunque nunca se ha encontrado una teoria que corresponde a nuestros parámetros físicos). Para superar este problema, algunos teóricos de cuerdas han propuesto la existencia de un multiverso, un conjunto de universos donde las leyes de la física son diferentes, y en el que vivimos nosotros la teoria de cuerdas correspondiente es tal que lleva a una física favorable a la vida y a la formación de organismos complejos. Otra de sus críticas es la falta de formalismo matemático, y su excesiva dependencia en conjeturas e hipótesis no demostradas.

Tal vez aparte de las objeciones científicas la mayor crítica de Smolin a la teoria de cuerdas es que su comunidad científica, según él, es cerrada, arrogante, insensible a la crítica y que impide la investigación en teorias alternativas de la gravedad cuántica, como la gravedad cuántica de lazos en la que el mismo Smolin ha trabajado. Por otra parte, es cierto que aunque es necesario que existan siempre una amplia variedad de lineas de investigación en todo tema científico, la teoria de cuerdas ha obtenido resultados hasta ahora mucho más sólidos que cualquiera de estas otras teorias alternativas.

En resumen, un libro interesante para tener una visión alternativa de la teoria de cuerdas respecto a las descripciones mucho más favorables (y populares) de físicos como Greene o Leonard Susskind. Es también interesante su estudio del impacto de la sociología (y la ideología) en la práctica científica. La teoría de cuerdas, y la física teórica en general, se encuentran en un momento de impasse, que esperemos que las sorpresas que nos proporcione el gran colisionador LHC de Ginebra, cuando colisione protones a las mayores energías jamás conseguidas por el hombre, nos ayuden a avanzar en el conocimiento de las leyes fundamentales de la naturaleza.

mardi 13 novembre 2007

El lenguaje de Dios

Me acabo de leer el estupendo libro "The language of God", del Dr. Francis Collins, Premio Principe de Asturias de la ciencia en 2001 , fue el Director del Proyecto Genoma Humano, el proyecto público que en el año 2000 consiguó descifrar la practica totalidad del código génetico humano, nuestro libro de instrucciones por asi decirlo. Este hito científico, impensable solo 20 años antes, abre ala puerta a la capacidad de tratar multitud de enfermedades genéticas que se consideraban incurables. La version española del libro tambien acaba de aparecer, con el algo desafortudanado titulo en mi opinión de "Como habla Dios".


El título del libro se refiere a la frase que pronunció el presidente
americano Bill Clinton cuando se anunció la secuenciación del genoma humano en el año 2000 , en la que se comparaba la secuencia del ADN humano al lenguaje de Dios, esto es, a la manera que Dios ha utilizado para darnos vida. Esta referencia explícita a Dios, impensable desde la mentalidad laicista europea, fue una sugerencia precisamente del Dr. Collins, él mismo cristiano evangélico, para quien efectivamente la investigación científica nos permite conocer al Logos, el orden con el que Dios ha creado en mundo y por lo tanto a Dios mismo.


Hoy en dia mucha gente tiene el prejuicio, insertando en la mentalidad común especialmente en Europa, de que al parecer la investigación científica es la antítesis de la religión, o al menos de las religiones organizadas tradicionales. Es para negar esta supuesta antítesis lo que motivó al Dr. Collins a escribir este libro, donde además propone una síntesis fructífera entre ciencia y religión (que el denomina BioLogos) que se opone a los extremismos en los dos sentidos, tanto el de negar la religión en función de la ciencia (ateismo cientifista) como el de negar la ciencia en fucnión de la religión (creacionismo, diseño inteligente).


No voy aquí a intentar mostrar porque es tan obvio que este prejuicio es completamente falso (la misma existencia de grandes científicos que eran y son profundamente creyentes, desde Copérnico, Galileo y Newton hasta Collins o el padre del evolucionismo moderno Dobzhansly la refuta ipso facto), algo que escapa del objetivo de este post. Solo me gustaría remarcar que este libro aparece en un momento histórico en que parece que se produce una nueva guerra entre ciencia y religión, alrededor de diferentes temas, sobre todo temas de bioética y de evolución, especialmente en América. El segundo caso es particularmente doloroso para Collins, pues tanto negar la evidencia científica más fundamental (en este caso el hecho de la evolución, que no sus mecanismos) que hace el creacionismo de raiz protestante como el argumentar que la evolución es incompatible con la creencia religiosa, como proclaman cientifistas como Dawkins o Dennet, son imposturas ideológicas que desgraciadamente se complementan una a la otra, mientras que la postura de Collins es en mi opinión la más razonable (y la que se corresponde con la experiencia de la immensa mayoria de científicos creyentes).


Como la guinda de un buen pastel, el libro del Dr. Collins viene acompañado de un apéndice donde con rigor científico se discute toda la problemática actual sobre temas de bioética como la clonación y el uso de células madre en investigación. Sus planteamietos y sus propuestas firmemente cientificas a la vez que ancladas en un reconocimiento de la dignidad humana son muy útiles en un tema donde a veces la discusión ideológica impide el auténtico debate científico y ético.