¿Qué es lo que no
sabemos?
Ilya Prigogine
Traducción: Rosa María Cascón
¿Qué es lo que no sé? Esta pregunta
me hace pensar en otra pregunta, que se puede considerar complementaria:
"¿qué es lo que sé?". Mi respuesta a
esta pregunta está clara: muy poco. No digo esto por modestia
excesiva, sino por una convicción profunda: nos encontramos al
final de esa era de la historia de la ciencia que se abrió con
Galileo y Copérnico. Un período glorioso en verdad, pero
que nos ha dejado una visión del mundo demasiado simplista. La
ciencia clásica enfatizaba los factores de equilibrio, orden,
estabilidad. Hoy vemos fluctuación e inestabilidad por todas
partes. Estamos empezando a ser conscientes de la complejidad inherente
del universo. Esta toma de conciencia, estoy seguro, es el primer paso
hacia una nueva racionalidad. Pero sólo el primer paso.
Para los padres fundadores de la ciencia occidental, como Leibniz y
Descartes, el objetivo a conseguir era la certeza. Y todavía
es la ambición de los grandes físicos contemporáneos,
Einstein o Hawking, alcanzar la certeza mediante una teoría unificada,
una descripción geométrica del Universo. Una vez conseguido
este objetivo, seremos capaces de deducir a partir de nuestro modelo
todos los distintos aspectos de la naturaleza.
Sin embargo, cuanto más exploramos el universo, más nos
topamos con el elemento narrativo, presente a todos los niveles. Es
inevitable pensar en Sheherezade, que sólo interrumpía
una historia para empezar otra más hermosa si cabe. También
la naturaleza nos presenta una serie de narraciones inscritas unas dentro
de las otras: la historia cosmológica, la historia a nivel molecular
y la historia de la vida y del género humano hasta llegar a nuestra
propia historia personal. En cada nivel asistimos al surgimiento de
lo nuevo, de lo inesperado. Por otro lado, desde Newton a Schrödinger
y Einstein, la ciencia se ha basado en leyes deterministas en las que
el pasado y el futuro juegan papeles simétricos. Entonces, ¿cómo
podemos encajar el elemento narrativo que acabo de describir dentro
de un contexto gobernado por tales leyes? Muchos investigadores han
tratado de evitar este problema invocando a las aproximaciones que se
introducen en las leyes de la naturaleza siempre que se aplican a sistemas
complejos. Pero esta solución siempre me ha parecido extraña.
Porque, si las cosas fueran así, seríamos el "padre"
del tiempo, en vez de su "hijo".
Es cierto que la herencia científica del siglo veinte tiene dos
aspectos diferentes. Por un lado, las leyes de la naturaleza, y por
otro, la descripción termodinámica de fenómenos
asociados con el aumento de la entropía. Ciertamente, esta es
una concepción del mundo en evolución. Pero entonces,
¿cómo encaja en la descripción fundamentalmente
atemporal que dan "las leyes de la naturaleza"? Además,
existe otro problema, ya que el aumento de entropía está
normalmente asociado a un desorden creciente. ¿Cómo podría,
entonces, un proceso de esas características producir estructuras
complejas como la vida, en particular la vida humana?
Estas son las preguntas cuyas respuestas no hemos hecho más que
empezar a imaginar. Aquí entran en juego dos campos científicos
de desarrollo reciente: la física del desequilibrio, y la teoría
del "caos", asociados a sistemas dinámicos inestables.
Consideremos en primer lugar la física del desequilibrio. Aquí
lo sorprendente es lo que sucede si se obliga a un sistema a alejarse
mucho de su equilibrio (y las condiciones de nuestro propio sistema
planetario e incluso de nuestra situación cosmológica
son tales que prácticamente todos los sistemas que nos rodean
están muy lejos de encontrarse en equilibrio; un buen ejemplo
es la ecosfera): aparecen nuevas estructuras en los puntos de "bifurcación".
Así hablamos de una autoorganización que conduce a la
formación de estructuras "disipativas".
Tomemos como ejemplo la química. En este campo podemos ver la
auto-organización en acción en el surgimiento de estructuras
espacio-temporales relacionadas con rupturas de simetría. Un
ejemplo que ha sido bien estudiado es el de las reacciones oscilantes.
Las condiciones para que surjan estas estructuras inestables vienen
dadas por el carácter no lineal de las ecuaciones que gobiernan
los procesos químicos. Como es bien sabido, las ecuaciones no
lineales tienen más de una solución. La solución
que corresponde a estas "estructuras disipativas" se da en
un estado que dista mucho de la posición de equilibrio. Además,
estos procesos son necesariamente autocatalizadores. Es la vieja historia
del huevo y la gallina. La gallina pone huevos, que, a su vez, se convierten
en gallinas. La auto-catalización es típica de aquellos
fenómenos biológicos en los que los ácidos nucléicos
codifican el proceso de síntesis de proteínas, que, a
su vez, cataliza la replicación de ácidos nucléicos.
La aparición de tales estructuras demuestra el papel constructivo
que juega la irreversibilidad temporal. Lejos de una posición
de equilibrio, la materia adquiere nuevas propiedades que permanecen
ocultas a nuestros ojos mientras nuestra atención se ciña
a los estados estables.
En un reciente informe, C.K. Biebricher, G. Nicolis y P. Schuster escriben:
"El mantenimiento de la organización de la naturaleza no
se consigue -ni se puede conseguir- con una dirección central;
el orden sólo se puede mantener mediante la auto-organización.
Los sistemas auto-organizativos permiten adaptarse a (...) las condiciones
externas. Hay que destacar la superioridad de los sistemas auto-organizativos
sobre la tecnología humana convencional (...). Un ejemplo que
ilustra esta superioridad son los sistemas biológicos en los
que se pueden formar productos complejos con el máximo de precisión,
eficacia y rapidez.
Pero todavía queda mucho por hacer, tanto en matemáticas
no lineales como en investigación experimental, antes de que
podamos describir la evolución de sistemas complejos fuera de
ciertas situaciones sencillas. Los retos aquí son considerables.
En particular, es necesario superar el actual desfase en nuestra comprensión
entre las estructuras físico-químicas complejas y los
organismos vivos por simples que estos sean.
Por mucho que se avance en esta dirección, una conclusión
ya está clara: la dirección del tiempo, el elemento "narrativo"
ha de jugar un papel esencial en la descripción de la naturaleza.
Sentada esa premisa, el tiempo narrativo debe entonces incluirse en
nuestra formulación de las leyes de la naturaleza. Estas leyes,
tal y como Newton las formuló, pretendían expresar certezas.
Ahora debemos hacer que expresen "posibilidades" que pueden
o no llegar a realizarse en el futuro. En este punto es donde tenemos
que acudir a la teoría del caos, asociada con las estructuras
dinámicas inestables.
Un ejemplo típico es el caso del "caos determinista".
En tales sistemas, dos trayectorias tan cercanas entre sí como
uno pueda imaginar, con el tiempo divergen exponencialmente: esto se
llama "sensibilidad a las condiciones iniciales". Como nunca
poseemos sino un conocimiento limitado de las condiciones iniciales,
la previsibilidad que definía la mecánica clásica
es insostenible.
Existen formas de inestabilidad más pronunciada incluso, relacionadas
con la aparición de las "resonancias" (fenómeno
descubierto por Henri Poincaré). Todo el mundo tiene una idea
intuitiva de lo que es resonancia. Cuando tocamos una nota en un piano,
oímos los armónicos, como el octavo o el quinto. En las
mecánicas clásica y cuántica, las resonancias hacen
posible el acoplamiento entre fenómenos dinámicos. Este
es un tema muy técnico, pero podemos resumir sus resultados principales.
Tradicionalmente hay dos formulaciones de las leyes de la naturaleza:
una en términos de trayectorias (mecánica clásica)
o funciones de onda (mecánica cuántica), y la otra en
términos de teoría de conjuntos. Esta segunda formulación
es de naturaleza estadística.
Para sistemas estables, estas dos formulaciones son equivalentes. Para
sistemas inestables, que son la mayoría de los que observamos,
éste ya no es el caso. La inestabilidad sólo puede incorporarse
a nivel estadístico. Así pues, es este modelo el que puede
permitirnos expresar las leyes de la naturaleza de manera que incluyan
a la flecha del tiempo, y que describan posibilidades más que
certezas.
A primera vista, esta conclusión puede parecer revolucionaria,
pero en realidad responde a una necesidad histórica. Cuando grandes
científicos como Gibbs y Einstein introdujeron por primera vez
la teoría de conjuntos en la física, fue para poder formular
leyes termodinámicas a nivel dinámico microscópico,
tanto para casos de equilibrio como de desequilibrio. Para ellos, este
recurso a la teoría establecida era simplemente el signo de una
falta de información sobre las condiciones iniciales. Pero ¿no
había una razón más profunda para actuar de este
modo? Si así fuera, entonces los fenómenos descritos por
la termodinámica tales como la transición de fases, se
deberían, en última instancia, sólo a nuestra falta
de información, a nuestras aproximaciones. Una vez más,
esta es una visión antropomórfica difícil de aceptar.
Porque, si es así, ¿por qué conjuntos y no trayectorias
o funciones de onda? Esta es la pregunta que empieza a responder la
dinámica de sistemas inestables.
Es imposible, en un artículo tan breve, describir la reformulación
que necesitan las leyes de la naturaleza cuando se amplían para
cubrir sistemas dinámicos inestables. Sólo señalaré,
por ejemplo, su aplicación en casos como el de un líquido
o gas en el que se producen interacciones continuamente. Si pudiéramos
observar a los átomos o a las moléculas implicados, veríamos
un movimiento perpetuo que no responde a un orden concreto. Es este
movimiento "caótico" lo que confiere a dichos sistemas
tanto su naturaleza escasamente predecible como su capacidad de auto-organización.
Para la concepción clásica del mundo, la ciencia iba de
la mano de la certeza. La gloria suprema de la mente humana parecía
depender de la posibilidad de alcanzar la certeza. Sin embargo, yo creo
que, por el contrario, la idea de certeza lleva a contradicciones, a
una división irreconciliable en nuestra visión del mundo.
Comparto la opinión de Karl Popper, que escribió en su
libro "El Universo Abierto -un Argumento para el Indeterminismo":
"Considero tal determinismo Laplaciano por mucho que parezca confirmado
por las teorías a primera vista deterministas de la física,
y por su maravilloso éxito- como el obstáculo más
sólido y grave para la explicación y la defensa de la
libertad, la creatividad y la responsabilidad humanas".
Desde los primeros tiempos, el pensamiento de los griegos contenía
dos aspectos principales: la comprensión de la naturaleza, y
la construcción de una democracia basada precisamente en las
ideas de libertad y responsabilidad. Durante mucho tiempo se sostuvo
que estos dos proyectos sólo podían coexistir en una concepción
dualista de la naturaleza, ya fuera el dualismo Cartesiano, los mundos
nouménico y fenoménico de Kant, o, más recientemente,
la introducción del "principio antrópico" en
la cosmología.
Los elementos de progreso que he resumido aquí nos permiten ir
más allá de esta dualidad y de las contradicciones que
contiene.
Collingwood tenía razón cuando escribió en su trabajo
"El Concepto de Naturaleza": "(El nuevo) concepto de
naturaleza, que comienza a encontrar su expresión hacia el final
del siglo dieciocho y que, desde entonces hasta nuestros días
no ha parado de tomar fuerza para establecerse con más seguridad,
se basa en la analogía entre los procesos del mundo natural tal
y como los estudian los científicos, y las vicisitudes de los
asuntos humanos tal y como las estudian los historiadores".
Desde este punto de vista, actualmente estamos entrando en una nueva
fase de nuestra descripción del concepto de naturaleza, una fase
que transformará los mismos cimientos de nuestro proyecto científico.
A mi amigo Leon Rosenfeld, el más estrecho colaborador de Nils
Bohr, siempre le gustaba decir que uno entendía una teoría
física si asía sus límites. Se ha tardado casi
tres siglos en alcanzar los límites de los conceptos clásicos
mediante el descubrimiento de la inestabilidad. Como subrayé
al comienzo de este artículo, no hemos hecho más que empezar
a explorar el complejo mundo que hemos descubierto. Pero podemos tener
ya la certeza de que el carácter temporal y evolutivo de este
mundo ocupará de ahora en adelante un lugar central en su descripción
física, como así ha sucedido en las ciencias biológicas
desde los tiempos de Darwin. Estamos redescubriendo el tiempo, pero
es un tiempo que, en lugar de enfrentar al hombre con la naturaleza,
puede explicar el lugar que el hombre ocupa en un universo inventivo
y creativo.
Conferencia pronunciada en el Forum Filosoófico
de la UNESCO en 1995
http://www.unesco.org/phiweb/uk/1rpu/nobel/presnobel.html
Traducción: Rosa María Cascón
A Parte Rei. Revista de Filosofía 10