LECTURAS DE TERMODINÁMICA IV
Scrödinger, Erwin,(Viena 1887-1961) Mente y Materia Tusquets Editores. Barcelona 1999. Conferencias Tarner, Trinity Collage, Cambridge, octubre 1956. Premio Nobel de Física en 1933. Profesor en distintas universidades europeas.
Ciencia y religión
He hablado del impacto de Platón, Kant y Einstein desde el punto de vista de la filosofía y de la religión. Pero, entre Kant y Einstein, más o menos una generación antes del último, la física fue testigo de un acontecimiento trascendental que en principio debería haber conmocionado también a filósofos, hombres de la calle y amas de casa, por lo menos ( si no más) tanto como la teoría de la relatividad.
Si no fue así, se debe, creo, al hecho de que ello es aún más difícil de comprender; muy pocas de las personas de las anteriores categorías captaron las nuevas ideas, algún filósofo todo lo demás. Este acontecimiento se asocia a los nombres del americano Willar Gibas y del austríaco Ludwig Boltzmann. Quiero decir unas palabras sobre el tema.
El curso de los acontecimientos en la naturaleza es, con raras excepciones (suponiendo que realmente lo sean), irreversible. Si intentamos imaginar una sucesión temporal de fenómenos exactamente opuesta a la que realmente observamos-una película proyectada en sentido contrario, por ejemplo-, veremos que esta sucesión invertida ( aunque fácil de imaginar) entra en grave contradicción con las bien establecidas leyes de la física.
El “tropismo” (directness) de todo acontecer se explicó mediante la teoría matemática o estadística del calor, una explicación que fue acogida como su logro más admirable. No puedo entrar aquí en los detalles de la teoría física pero ello no es necesario para hacerse cargo de la esencia de esta explicación. Ésta sería muy pobre si la irreversibilidad hubiese sido introducida como una propiedad fundamental del mecanismo microscópico de los átomos y moléculas.
No hubiese sido mejor que muchas explicaciones medievales puramente verbales como: el fuego está caliente a causa de su fogosa cualidad. No, según Boltzmann, estamos ante la tendencia natural de todo sistema a evolucionar desde un estado ordenado hacia otro menos ordenado, pero no en el sentido inverso. Consideremos como símil una baraja de cartas de juego que ordenamos cuidadosamente en la forma: 7, 8, 9, 10, sota, dama, rey y as de corazones, lo mismo con los tréboles, etc. Si barajamos una, dos o tres veces esta baraja bien ordenada, se convertirá en un conjunto gradualmente desordenado de cartas. Pero no se trata de una propiedad intrínseca del proceso de barajar. Puede pensarse perfectamente que, barajando el desordenado conjunto resultante, se consiga cancelar exactamente el efecto de la primera operación, con lo que se recuperaría el orden original. Sin embargo, todo el mundo se espera el primer proceso, nadie el segundo (haría falta esperar, en efecto, un tiempo muy largo para que ello ocurriese por azar)
Esta es, pues, la esencia de la aplicación de Boltzman sobre el carácter unidireccional de todo aquello que ocurre en la Naturaleza (incluyendo, claro, la historia de la vida de un organismo desde el nacimiento hasta la muerte). Su virtud más importante es que “la flecha del tiempo” (como Eddington la llamó) no tiene en cuenta los mecanismos concretos de interacción que, en nuestra analogía, se representan por el acto mecánico de barajar. Este acto, este mecanismo, está exento de toda noción de pasado y futuro, es completamente reversible. La “flecha” – la misma noción de pasado y futuro- resulta de consideraciones estadísticas. En nuestra analogía de las cartas, todo reside en que solo hay una o muy pocas agrupaciones bien ordenadas, mientras que existen miles de millones de agrupaciones desordenadas.
A pesar de todo, esta teoría se encuentra, una y otra vez, con la ocasional oposición de eminentes pensadores. La oposición se reduce a lo siguiente: la teoría se considera defectuosa desde el punto de vista lógico. Pues, se dice, si los mecanismos básicos no distinguen entre las dos direcciones del tiempo, sino que funcionan simétricamente con respecto a él, ¿cómo es que de su cooperación resulta un comportamiento conjunto e integrado fuertemente polarizado en una sola dirección? Todo lo que vale para esta dirección ha e valer también para la opuesta.
La solidez de este argumento parece fatal para la teoría, ya que apunta precisamente contra el punto que hemos considerado de mayor mérito: obtener procesos irreversibles de mecanismos básicos reversibles.
El argumento es perfectamente sólido por cuanto afirma que lo que vale en una dirección del tiempo también vale en la opuesta (un tiempo introducido desde el principio como variable perfectamente simétrica).Pero no puede deducirse de ello que vale, en general, para ambas direcciones. Cuidando las palabras puede decirse que el tiempo es simétrico para cada caso particular. Y debe añadirse: la degeneración del mundo que conocemos tiene lugar en una dirección: y la denominamos como la que va del pasado al futuro. En otras palabras, debemos permitir que la teoría estadística del calor decida en qué dirección fluye el tiempo (esto tiene una importancia enorme para la metodología del físico, ya que este no puede introducir nada que decida la flecha del tiempo independiente; de otro modo, el hermoso edificio de Boltzmann se viene abajo).
Puede temerse que la definición estadística del tiempo no resulte siempre en la misma dirección temporal para distintos sistemas físicos. Boltzmann consideró audazmente esta eventualidad; mantuvo que el universo es lo suficientemente grande y/o que existe por un período lo bastante largo para que el tiempo pueda realmente fluir (en lugares muy distantes) en la dirección opuesta. Este punto fue argumentado, pero difícilmente puede serlo hoy en día. Boltzmann desconocía algo que para nosotros es, cuando menos, familiar: el universo, tal como lo conocemos, no es lo bastante grande ni antiguo para que estas inversiones temporales tengan lugar a gran escala. Pido se me permita añadir –sin explicaciones detalladas-que, en una escala muy pequeña, estas inversiones ( para el espacio y para el tiempo) han sido observadas ( Movimiento browniano, Smolnakowski).
En mi opinión, la teoría estadística del tiempo tiene incluso más relación con la filosofía del tiempo que con la teoría de la Relatividad. Esta última aunque revolucionaria, deja la unidireccionalidad del tiempo intacta (se presupone), mientras que la teoría estadística la establece a partir del orden de los hechos. Esto supone liberarse de la tiranía del viejo Chornos. Lo que construimos en nuestras mentes no puede tener (así lo siento) un poder dictatorial sobre nuestra mente, no puede cuestionarla ni aniquilarla. Algunos de ustedes dirán, estoy seguro, que esto es misticismo. Así, aún reconociendo que las teorías de la física son siempre relativas -por cuanto dependen de ciertas hipótesis básicas-, podemos afirmar, o así lo creo, que las teorías actuales de la física sugieren fuertemente la indestructibilidad de la mente frente al Tiempo.
Ciencia y religión
He hablado del impacto de Platón, Kant y Einstein desde el punto de vista de la filosofía y de la religión. Pero, entre Kant y Einstein, más o menos una generación antes del último, la física fue testigo de un acontecimiento trascendental que en principio debería haber conmocionado también a filósofos, hombres de la calle y amas de casa, por lo menos ( si no más) tanto como la teoría de la relatividad.
Si no fue así, se debe, creo, al hecho de que ello es aún más difícil de comprender; muy pocas de las personas de las anteriores categorías captaron las nuevas ideas, algún filósofo todo lo demás. Este acontecimiento se asocia a los nombres del americano Willar Gibas y del austríaco Ludwig Boltzmann. Quiero decir unas palabras sobre el tema.
El curso de los acontecimientos en la naturaleza es, con raras excepciones (suponiendo que realmente lo sean), irreversible. Si intentamos imaginar una sucesión temporal de fenómenos exactamente opuesta a la que realmente observamos-una película proyectada en sentido contrario, por ejemplo-, veremos que esta sucesión invertida ( aunque fácil de imaginar) entra en grave contradicción con las bien establecidas leyes de la física.
El “tropismo” (directness) de todo acontecer se explicó mediante la teoría matemática o estadística del calor, una explicación que fue acogida como su logro más admirable. No puedo entrar aquí en los detalles de la teoría física pero ello no es necesario para hacerse cargo de la esencia de esta explicación. Ésta sería muy pobre si la irreversibilidad hubiese sido introducida como una propiedad fundamental del mecanismo microscópico de los átomos y moléculas.
No hubiese sido mejor que muchas explicaciones medievales puramente verbales como: el fuego está caliente a causa de su fogosa cualidad. No, según Boltzmann, estamos ante la tendencia natural de todo sistema a evolucionar desde un estado ordenado hacia otro menos ordenado, pero no en el sentido inverso. Consideremos como símil una baraja de cartas de juego que ordenamos cuidadosamente en la forma: 7, 8, 9, 10, sota, dama, rey y as de corazones, lo mismo con los tréboles, etc. Si barajamos una, dos o tres veces esta baraja bien ordenada, se convertirá en un conjunto gradualmente desordenado de cartas. Pero no se trata de una propiedad intrínseca del proceso de barajar. Puede pensarse perfectamente que, barajando el desordenado conjunto resultante, se consiga cancelar exactamente el efecto de la primera operación, con lo que se recuperaría el orden original. Sin embargo, todo el mundo se espera el primer proceso, nadie el segundo (haría falta esperar, en efecto, un tiempo muy largo para que ello ocurriese por azar)
Esta es, pues, la esencia de la aplicación de Boltzman sobre el carácter unidireccional de todo aquello que ocurre en la Naturaleza (incluyendo, claro, la historia de la vida de un organismo desde el nacimiento hasta la muerte). Su virtud más importante es que “la flecha del tiempo” (como Eddington la llamó) no tiene en cuenta los mecanismos concretos de interacción que, en nuestra analogía, se representan por el acto mecánico de barajar. Este acto, este mecanismo, está exento de toda noción de pasado y futuro, es completamente reversible. La “flecha” – la misma noción de pasado y futuro- resulta de consideraciones estadísticas. En nuestra analogía de las cartas, todo reside en que solo hay una o muy pocas agrupaciones bien ordenadas, mientras que existen miles de millones de agrupaciones desordenadas.
A pesar de todo, esta teoría se encuentra, una y otra vez, con la ocasional oposición de eminentes pensadores. La oposición se reduce a lo siguiente: la teoría se considera defectuosa desde el punto de vista lógico. Pues, se dice, si los mecanismos básicos no distinguen entre las dos direcciones del tiempo, sino que funcionan simétricamente con respecto a él, ¿cómo es que de su cooperación resulta un comportamiento conjunto e integrado fuertemente polarizado en una sola dirección? Todo lo que vale para esta dirección ha e valer también para la opuesta.
La solidez de este argumento parece fatal para la teoría, ya que apunta precisamente contra el punto que hemos considerado de mayor mérito: obtener procesos irreversibles de mecanismos básicos reversibles.
El argumento es perfectamente sólido por cuanto afirma que lo que vale en una dirección del tiempo también vale en la opuesta (un tiempo introducido desde el principio como variable perfectamente simétrica).Pero no puede deducirse de ello que vale, en general, para ambas direcciones. Cuidando las palabras puede decirse que el tiempo es simétrico para cada caso particular. Y debe añadirse: la degeneración del mundo que conocemos tiene lugar en una dirección: y la denominamos como la que va del pasado al futuro. En otras palabras, debemos permitir que la teoría estadística del calor decida en qué dirección fluye el tiempo (esto tiene una importancia enorme para la metodología del físico, ya que este no puede introducir nada que decida la flecha del tiempo independiente; de otro modo, el hermoso edificio de Boltzmann se viene abajo).
Puede temerse que la definición estadística del tiempo no resulte siempre en la misma dirección temporal para distintos sistemas físicos. Boltzmann consideró audazmente esta eventualidad; mantuvo que el universo es lo suficientemente grande y/o que existe por un período lo bastante largo para que el tiempo pueda realmente fluir (en lugares muy distantes) en la dirección opuesta. Este punto fue argumentado, pero difícilmente puede serlo hoy en día. Boltzmann desconocía algo que para nosotros es, cuando menos, familiar: el universo, tal como lo conocemos, no es lo bastante grande ni antiguo para que estas inversiones temporales tengan lugar a gran escala. Pido se me permita añadir –sin explicaciones detalladas-que, en una escala muy pequeña, estas inversiones ( para el espacio y para el tiempo) han sido observadas ( Movimiento browniano, Smolnakowski).
En mi opinión, la teoría estadística del tiempo tiene incluso más relación con la filosofía del tiempo que con la teoría de la Relatividad. Esta última aunque revolucionaria, deja la unidireccionalidad del tiempo intacta (se presupone), mientras que la teoría estadística la establece a partir del orden de los hechos. Esto supone liberarse de la tiranía del viejo Chornos. Lo que construimos en nuestras mentes no puede tener (así lo siento) un poder dictatorial sobre nuestra mente, no puede cuestionarla ni aniquilarla. Algunos de ustedes dirán, estoy seguro, que esto es misticismo. Así, aún reconociendo que las teorías de la física son siempre relativas -por cuanto dependen de ciertas hipótesis básicas-, podemos afirmar, o así lo creo, que las teorías actuales de la física sugieren fuertemente la indestructibilidad de la mente frente al Tiempo.
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