26 oct. 2008

Ninguna "Teoría del todo" es posible

Pierre-Simon de Laplace, el astrónomo del siglo XVIII que propuso una de las primera teorías sobre la formación del sistema solar, fué célebre por postular un "Demonio" que poseía suficiente información para conocer lo que sucedería en cualquier lugar del universo en un determinado momento. Fué el punto más alto de la hibris determinista y mecanicista de la ciencia, y pareció que sólo era una cuestión de tiempo antes de que los físicos lo averigüaran todo sobre la manera en que funciona el mundo.

Ésta ingenua modalidad de hibris ha recibido varios golpes durante el siglo XX, empezando por las advertencias de los filósofos de la ciencia referidas a los límites epistémicos del conocimiento humano, y continuando con la demostración por parte de los mismos científicos de que la naturaleza impone severas constricciones a nuestra capacidad para hacer predicciones. Por nombrar unos pocos ejemplos, la teoría de la relatividad impone límites a la rapidez de transferencia de la información (la velocidad de la luz); la teoría del caos nos dice que el comportamiento de los sistemas complejos no-lineales no puede predecirse tras unos pocos pasos temporales, pese al hecho de que esos sistemas son determinísticos; la mecánica cuántica dice que no podemos medir todas las propiedades de una partícula al mismo tiempo (principio de Heisenberg); y la teoría de los sistemas complejos ha establecido el principio de la intratabilidad, que muestra que la conducta de algunos sistemas físicos no puede predecirse antes de la observación actual de tales sistemas.

Sin embargo, muchos físicos aún hablan sobre una "teoría del todo", un modo bastante grandioso de referirse a una teoría matemática que unifique las fuerzas fundamentales de la naturaleza dentro de una (esperamos que simple) ecuación. El cada vez más agrio debate sobre la teoría de cuerdas en torno a si resulta posible unificar las hasta ahora disyuntas teorías de la relatividad general y la mecánica cuántica, ha constituído desde hace décadas el quid de la investigación física fundamental. Es divertido comprobar lo activos que han estado recientemente los escépticos, mediante libros con títulos abiertamente provocativos, como Not Even Wrong.

Bueno, cancelemos la búsqueda de una teoría del todo. El físico David Wolpert, en un artículo publicado en la prestigiosa Physica D (vol. 237, pp. 1257–1281, 2008), ha mostrado que -en el mejor de los casos- podemos lograr una teoría de casi todo. El trabajo de Wolpert es muy técnico, pero sus implicaciones son espectaculares. A diferencia de los límites del conocimiento anteriormente mencionados, que proceden de disciplinas empíricas, Wolpert emplea la lógica para probar su idea, continuando los pasos del famoso teorema sobre la incompletud demostrado por Kurt Gödel en 1931 (un resumen accesible del descubrimiento de Wolpert puede encontrarse en un artículo de P.-M. Binder en Nature, 16 de octubre de 2008).

Básicamente, Wolpert -basándose en el trabajo previo de Alan Turing- formalizó una descripción de las "máquinas de inferencia", es decir, máquinas capaces de alcanzar inferencias sobre el mundo (los seres humanos son un ejemplo de tales máquinas). Wolpert se fijó en lo que llama inferencia fuerte, la capacidad de una máquina para predecir la totalidad de conclusiones alcanzadas por otra máquina similar. Entonces Wolpert probó lógicamente las siguienes dos conclusiones: a) Para cada máquina capaz de producir inferencias fuertes sobre la totalidad de las leyes de la física existirá una segunda máquina que no podrá ser fuertemente inferida a partir de la primera; b) Dados cualquier par de tales máquinas, no pueden inferirse fuertemente entre sí.

Una importante idea a considerar es que la demostración de Wolpert resulta completamente independiente de las características computacionales de las máquinas, así como de los detalles sobre las leyes físicas particulares por descubrir. Se trata de un resultado general basado en la lógica, no una contingencia basada en la tecnología o en el tipo particular de universo investigado. En términos algo más simples, esto significa que existen límites lógicos absolutos a la capacidad de cualquier método para adquirir conocimiento (incluyendo, obviamente, la ciencia humana) que produzca una teoría comprensiva sobre el mundo. Es decir, ninguna teoría del todo es realmente posible, diga adiós al demonio de Laplace, y por implicación, a la idea de determinismo.

Antes de que los pseudocientíficos, creacionistas, místicos y demás charlatanes empiecen a dar saltos de alegría declarando el fín de la ciencia, sin embargo, déjenme añadir lo siguiente. Primero, la ciencia sigue siendo de lejos la mejor (y tal vez la única) forma de comprender el mundo, y el hecho de que su poder sea limitado por las características de la mente humana, por las del universo físico y por las leyes de la lógica, es simplemente algo con lo que tenemos que vivir. Ninguna aproximación "alternativa" se ha acercado siquiera un poco a hacerlo mejor. Segundo, es un científico -no un parapsicólogo, un creacionista o un místico - quien ha demostrado el nuevo teorema, lo cual refuerza la idea de que las formas alternativas de conocimiento realmente no han producido conocimiento y que los científicos, a diferencia de los practicantes de la estupidez, afronta los retos impuestos por el mundo tal cual es, en cuanto opuesto a lo que deseariamos que fuera. Además, la próxima vez que escuche a un pseudocientífico balbucear sobre telepatía cuántica, pregúntele si conoce el teorema de Wolpert, y saboree la mirada en blanco que con seguridad le seguirá.


Massimo Pigliucci. Profesor de ecología y evolución en la universidad del Estado de Nueva York. Es un destacado crítico del creacionismo y autor de la bitácora Rationally speaking. La entrada original puede leerse aquí. Las dificultades que plantean ahora Pigliucci y Wolpert a las grandes teorías podrían sumarse a éste ensayo de Chris Anderson sobre El fín de la teoría.