El Determinismo y la Concepción Clásica del Tiempo

Pasado y futuro son equivalentes y, aplicando las mismas leyes, se puede establecer, por ejemplo, la posición de un cuerpo o un planeta. El tiempo en esta física no desempeña ningún papel relevante ni tiene una dirección concreta; por esa razón, se creía que había una ilusión por parte de algunos físicos. Esta visión fue compartida y defendida por el matemático francés Pierre-Simon Laplace, quien logró expresar con exactitud el ideal al que aspiraba la concepción determinista de la naturaleza: se podría describir con una sola fórmula los movimientos de los mayores cuerpos astronómicos y los de los átomos más pequeños. Para tal inteligencia, nada sería incierto; el universo sería un libro abierto.

Del Universo al Átomo: Grandes Revoluciones Científicas

La Teoría de la Relatividad

La Teoría de la Relatividad, desarrollada a principios del siglo XX, sigue vigente en la actualidad. Fue formulada por Albert Einstein, quien llegó a las siguientes conclusiones:

• Relatividad del espacio y el tiempo: En primer lugar, hay que abandonar la idea de que el espacio y el tiempo son nociones absolutas y aceptar que son relativas a la velocidad del observador; cuanto más rápido se mueva, más lentamente pasará el tiempo para él.
• La velocidad de la luz: A continuación, el único valor absoluto es el de la velocidad de la luz.
• Equivalencia masa-energía: En tercer lugar, la materia y la energía, que se consideraba que hacían referencia a realidades distintas, son manifestaciones de una misma realidad. La energía es igual al producto de la masa por la velocidad de la luz al cuadrado ($E=mc^2$).
• Curvatura del espacio-tiempo: En cuarto lugar, el espacio se curva en presencia de masa. Cualquier cuerpo situado en ese punto del espacio sufriría los efectos de dicha curvatura, que actuaría como una fuerza atractiva: la gravedad. Pudo deducirse también que un cuerpo muy masivo podría atrapar la luz y no dejar salir nada al exterior; este objeto se llamó agujero negro.
• Universo dinámico: Para finalizar, el universo es dinámico y está en expansión. Se demostró que, si se pudiera ir atrás en el tiempo, se constataría que en el origen toda la masa dispersa en el universo estaría concentrada en un punto, una singularidad que daría lugar al Big Bang. La comunidad científica considera de manera unánime que, durante los primeros momentos del universo, se produjo una etapa de expansión muy acelerada denominada inflación.

La Mecánica Cuántica

El atomismo es una concepción filosófica nacida en la antigua Grecia según la cual la realidad se reduce a átomos en movimiento. Físicos como Rutherford contribuyeron a desentrañar la estructura atómica, que está formada por un núcleo constituido por protones y neutrones, con electrones girando a su alrededor. Los físicos descubrieron que los fenómenos subatómicos no obedecían a la física clásica. Algunos de los fenómenos más sorprendentes que ha puesto al descubierto el mundo cuántico son:

• Superposición de estado: Antes de hacer una medición, una partícula subatómica puede encontrarse en diferentes estados a la vez.
• Entrelazamiento cuántico: Partículas diferentes pueden entrelazarse como si formaran parte de un solo sistema de manera que, cuando se separan, lo que ocurre a una de ellas afecta a la otra instantáneamente.
• Dualidad onda-partícula: Una partícula subatómica puede conducirse como una onda y una onda es también una partícula. Las ondas y las partículas tienen características opuestas; este fenómeno todavía hoy resulta incomprensible para la ciencia.
• La decoherencia: Los fenómenos cuánticos son frágiles y solo tienen lugar en condiciones aisladas. Estos fenómenos se desintegran cuando las partículas interaccionan con otras, proceso que se denomina decoherencia.
• La interferencia: Por último, las mediciones y la observación interfieren en el fenómeno que se está observando; el hecho de medir modifica aquello que se observa.

Hacia una Teoría del Todo

La relatividad y la mecánica cuántica son dos descripciones diferentes de la realidad basadas en principios distintos y contradictorios: el determinismo y el indeterminismo. Los científicos han estado convencidos de que eran dos aproximaciones parciales de la auténtica realidad y está por descubrir una teoría que unifique ambas visiones.

La Complejidad y la Teoría del Caos

La Teoría del Caos se caracteriza por estudiar fenómenos con los que podemos encontrarnos en la vida cotidiana y que son impredecibles y caóticos. Tradicionalmente, se había creído que las conductas caóticas en realidad no eran tales, sino que se trataban de fenómenos deterministas muy complejos. Uno de los elementos que tienen en común todas estas conductas caóticas es su gran sensibilidad respecto a las condiciones iniciales: una variación casi imperceptible en dichas condiciones conduce a escenarios muy dispares.

Esta idea se convirtió en el fundamento de la teoría del caos y se ha popularizado con la metáfora del efecto mariposa. El aleteo es una imagen que se utiliza para representar una sensibilidad extrema a las condiciones iniciales. Este descubrimiento ponía en cuestión el determinismo de Laplace, en el que para determinar la evolución del sistema hay que conocer exactamente su situación inicial. La teoría del caos contiene una importante enseñanza filosófica: muestra que la imagen cartesiana del reloj que se activa de forma mecánica y perfectamente predecible no sirve para numerosos fenómenos de la naturaleza; la ignorancia forma parte del propio sistema y no solo del sujeto que lo estudia.

La Hipótesis de Gaia

El químico británico James Lovelock, junto a la bióloga Lynn Margulis, desarrolló una hipótesis según la cual la Tierra y todos sus elementos, tanto vivos como inertes, pueden ser entendidos como un organismo vivo. Este retorno al organicismo se basa en la idea de que todos los procesos tienen lugar en la biosfera.

Sería algo semejante a lo que ocurre con la temperatura corporal: siempre se mantiene constante, pues es un valor que emerge del conjunto de células. De la misma manera, si se toma la biosfera en su conjunto, también emergen unos valores muy precisos que contribuyen a hacer posible la vida. Esta autorregulación es un aspecto propio que permite afirmar que hay una conexión que hace posible hablar de un organismo global.