La pecera de Hawking: Implicaciones epistemológicas del Realismo Dependiente del Modelo

Ya que me encuentro de buen humor, estamos en el cumpleaños de Carl Sagan y el día de hoy me llegó la carta de aceptación a presentar mi ponencia en la IV Jornada Filosófica que se hace en el CUCSH, decidí seguir el día con el pie derecho (sarcasmo supersticioso), dejándoles  aquí mi mencionada ponencia como un  adelanto para aquellos que asistan a la II mesa de filosofía de la ciencia en la jornada, y también para disfrute (o crítica) de aquellos que no irán, pero se sienten interesados en la epistemología y la filosofía de la ciencia (que hasta el día de hoy, no veo razón por la cuál no suponer que estos términos son sinónimos, pero bueno).

Bueno, les dejo mi ponencia, esperando les guste.

¿Qué es lo que existe? ¿Cómo podemos conocer lo que existe? ¿Cómo asegurar que conocemos lo que existe? ¿En qué nos podemos basar para asegurar que algo existe más allá de nuestra propia mente? Seguramente estas son las preguntas que todo interesado en la epistemología y la metafísica se tuvo que plantear como introducción para problematizar sobre el conocimiento, la percepción y la realidad.

El problema lleva milenios siendo planteado una y otra vez por filósofos, teólogos y científicos por igual. Las respuestas ante el problema realidad-percepción es el clásico problema de cómo el sujeto cognoscente puede llegar a conocer el objeto de estudio.

Por siglos los filósofos especularon con reflexiones profundas, llegando en veces a rayas en el oscurantismo, sobre mundos suprasensibles, físicas cósmicas diferentes a la física terrestre, ideas innatas colocadas en nuestra cabeza por una mente creadora, perfecta y absoluta, como si la mente fuera una clase de fantasma mientras que el cuerpo solo era una maquina.

Sin embargo, los días en que se hacía solo especulación oscura quedaron en el pasado. Ahora el paradigma de la ciencia ha cambiado, de manera profunda, la forma en la que el ser humano contempla el universo y así mismo. Sin embargo, contrario a lo que muchos han asegurado al decir que en estos tiempos de ciencia y tecnología la filosofía ha muerto, la realidad es que el quehacer filosófico se encuentra más vivo que nunca.

Hoy en día, la filosofía ya no busca hacer especulaciones oscurantistas con aires de profundidad, sino que busca ser una disciplina racional dispuesta a analizar la problemática moderna, no como una problemática puramente metafísica, sino como una problemática histórica, cultural y (en algunos casos) natural.

Tal es el caso de preguntarnos sobre cómo la ciencia construye conocimientos. Ante esta cuestión no solo nos enfrentamos a un problema del tipo epistemológico, sino que también ontológico, al preguntarnos sobre la base primordial que ayuda al quehacer científico para poder determinar y afirmar que algo es un conocimiento.

El problema es complejo, pero no complicado. Uniéndose al debate, el famoso cosmólogo Stephen Hawking y el físico Leonard Mlodinow hablan sobre este problema en unos de los capítulos de su más reciente libro, El Gran Diseño (Crítica, 2010). Contrario a la afirmación de Hawking, en la introducción del primer capítulo, donde nos dice que tradicionalmente las grandes cuestiones de la humanidad han sido cuestiones filosóficas, pero que hoy día “la filosofía ha muerto”. Pues según el autor, “…La filosofía no se ha mantenido al corriente de los desarrollos modernos de la ciencia, en particular de la física.” Algo irónico, y tal vez inadvertido por el propio Hawking, es que hace de su libro una obra fantástica de filosofía de la ciencia, al plantearse problemas como ¿qué es la realidad? ¿por qué existe algo en lugar de nada? ¿por qué confiar en las teorías científicas? o ¿qué hace que una teoría sea “mejor” que otra?

Aunque bien podríamos comentar sobre las implicaciones de problemas como el de la relatividad y la física cuántica, las predicciones de otras dimensiones, universos paralelos, historias alternativas e incluso una explicación teórica que abarque de forma unificadora el universo, en este caso nos concentraremos en cómo la ciencia ha podido deducir y teorizar estos y otros conceptos, los cuales, son de indispensable comprensión para una cultura científica mas enriquecida.

Por siglos, los filósofos han debatido sobre las bases de la ciencia, llegando a conclusiones, en veces, válidas y en veces absurdas. Se ha llegado asegurar realismos ingenuos, materialismos dogmáticos o relativismos culturales; e incluso se puede encontrar quien asegure que la ciencia es una cuestión de opiniones.

 Así pues, alejado de estas interpretaciones sin sustento, Hawking, en el capítulo 3 de El Gran Diseño, se postula la pregunta milenaria que tantos problemas ha causado: ¿Qué es la realidad? Pregunta que conduce necesariamente a otra pregunta fundamental: ¿En verdad conocemos la realidad tal cual es? Hawking entonces nos da una analogía metafórica con la forma en la que un pez en una pecera redonda percibe la “realidad”. Sin duda, la percibe de una forma muy distorsionada si la comparamos con nuestra forma de percibirla.

Pero la pregunta sería entonces, ¿podemos asegurar que la percepción de un pez en una pecera es menos “real” que la nuestra? ¿No podría ser que nosotros mismos estuviéramos en el interior de una especie de pecera curvada y nuestra visión de la realidad estuviera distorsionada por una lente enorme? La respuesta más acertada a estas preguntas es, en principio, ¿cómo saberlo?

Tal vez algunos podrían asegurar que nuestra interpretación de la realidad es más acertada debido a que somos capaces de describir y predecir fenómenos naturales a partir de la observación analítica y la abstracción matemática. Vamos, porque somos capaces de postular leyes inmutables de la naturaleza.

Sin embargo, si un pez fuera capaz de crear abstracciones matemáticas, podría fácilmente elaborar leyes físicas que sean capaces de describir y predecir fenómenos observados desde su pecera esférica. Por ejemplo, mientras nosotros postularíamos leyes físicas a partir de un objeto que percibimos en movimiento rectilíneo, un pez podría postular leyes físicas a partir del mismo objeto observado pero siendo percibido en un movimiento curvado.

Tanto las leyes físicas postuladas por el ser humano como las del pececillo en torno a ese objeto observado en movimiento, serían exactas, descriptivas y predictivas, aunque la percepción del movimiento y otras propiedades físicas hayan sido distintas.

 Las leyes físicas postuladas por humanos serían inexactas y erróneas dentro de la pecera, mientras que las leyes postuladas dentro de una pecera serían inexactas en un laboratorio o en una investigación de campo al que los científicos humanos están acostumbrados.

De modo que volvemos al inicio del problema: ¿Cómo saber que nuestra percepción es más fiel a la realidad que la de un pez en una pecera? La respuesta en realidad es que, si los peces pudieran formular teorías y leyes científicas que sean tan validas como las nuestras desde su percepción, tenemos que admitir entonces que los peces, aun en una pecera esférica y con una percepción distinta a la de nosotros, tendrían una imagen tan válida de la realidad como nosotros.

¿Quiere decir esto que incluso las leyes fundamentales de la física y los modelos teóricos que explican con elegancia los fenómenos observados serían contingentes y no universales?

La pregunta no es un asunto que se pueda tomar a la ligera. Después de todo, estamos hablando sobre la forma en la que los seres humanos observamos el mundo real, y sobre cómo éste es interpretado a raíz de nuestras percepciones. La metáfora del pez dentro de la pecera bien puede ser análoga a un centenar de ejemplos históricos en los que una teoría que explica de forma coherente y elegante el universo, se contrapone con otra que presenta una misma coherencia y elegancia para explicar el mismo universo de forma distinta.

Tal vez el más famoso de estos casos sea el de la lucha por encontrar el lugar de la Tierra en el espacio.

Hacia el 150 d.C, el astrónomo griego Claudio Ptolomeo publicaría en la obra que más tarde se conocería (gracias a los árabes) como el Almagesto, un modelo teórico que explicaba el movimiento de los astros hasta ese entonces observados. En el modelo ptolemaico, la Tierra estaba inmóvil en el centro del universo, siendo un objeto increíblemente diminuto, todos los demás astros giraban a su alrededor en órbitas complicadas en las que había epiciclos, o círculos cuyos centros giraban a lo largo de otros círculos.

Dicha postura había sido sostenida por los griegos clásicos siglos atrás, al creer, por razones teleológicas (hoy mejor conocidas como místicas) que la Tierra (y el hombre en sí) debía ser el centro del universo.

Sin embargo, el modelo ptolemaico parecía un modelo válido. Para empezar no notamos que la Tierra se mueva por bajo nuestros pies. El modelo también ayudaba a predecir el movimiento de las estrellas, las órbitas de los planetas hasta entonces conocidos, las estaciones del año y los eclipses lunares y solares. Se trataba de un modelo que explicaba con cierta elegancia un número de fenómenos observados.

El modelo ptolemaico (también conocido como geocéntrico), fue sostenido como dogma oficial por más de 1400 años por parte de la Iglesia Católica. No fue hasta 1543 cuando un modelo alternativo (no nuevo, pues ya el astrónomo griego Aristarco había postulado la idea principal, diecisiete siglos atrás) fue propuesto por un tal Copérnico en una obra escandalosa: Sobre las Revoluciones de las Órbitas Celestes.

El modelo expuesto por Copérnico en la mencionada obra, fue considerado contraria a las enseñanzas bíblicas, y por tanto era una obra herética que (de acuerdo a la Iglesia) no merecía atención alguna. Sin embargo, aquella obra que “debía” ser ignorada, trajo un virulento debate en el que se cuestionaba la verdadera posición de la Tierra (y el hombre) en el Cosmos. El debate culminó con el juicio de Galileo en 1633 por postular el modelo copernicano y por pensar que “se puede defender y sostener como probable una opinión tras haber sido declarada y definida contraria a las Sagradas Escrituras”.

La Batalla por las estrellas (refiriéndose al pleito teórico entre geocentrismo y heliocentrismo) que daría como herencia a las generaciones futuras un sistema más amplio y que explica mayor cantidad de fenómenos tomando como base los postulados copernicanos, no solo debe verse como una lucha entre la ciencia y la religión; sino como una lucha por la supremacía de un modelo teórico por encima de otro.

En pleno siglo XXI sonaría tonto el no admitir que el modelo de Copérnico era el modelo correcto que supo ubicar el verdadero lugar de la Tierra en el sistema solar. Sin embargo, no es verdad asegurar que el modelo ptolemaico era falso o estaba equivocado.

Al igual que la metáfora de los peces en la pecera, podemos mirar a estas teorías como dos formas de observar la realidad; siendo ambas teorías, modelos que permiten explicar y predecir fenómenos. Como vemos, nuestra observación del firmamento puede ser igualmente explicada tanto si suponemos que la Tierra está o no en reposo en el centro del sistema solar. La ventaja real del sistema copernicano es simplemente que las ecuaciones de movimiento son mucho más simples en el sistema de referencia en que el Sol se halla en “reposo” y en el centro del sistema solar.

Ejemplos de este tipo no solo los podemos encontrar en la historia de la ciencia,  incluso es posible ubicar ideas similares en  algunas reflexiones propuestas por la ciencia ficción. Ante todo esto, Hawking afirma llegar a una conclusión importante: No hay imagen –ni teoría- independiente del concepto de realismo dependiente del modelo.

El autor define este concepto (con apariencia metafísica) denominado realismo dependiente del modelo (RDM) como “la idea de que una teoría física o una imagen del mundo es un modelo (generalmente de naturaleza matemática) y un conjunto de reglas que relacionan los elementos del modelo con las observaciones”. Esto proporciona un marco en el cual interpretar la ciencia actual. Marco que da respuesta a muchas interrogantes aparentemente incontestables.

La ciencia clásica descansa bajo el supuesto de que existe un mundo real más allá de nuestras mentes, cuyas propiedades son definidas e independientes del observador que las percibe. En esta visión en las que los objetos tienen propiedades físicas, las teorías científicas son intentos de describir dichos objetos y sus propiedades, y las medidas y percepciones deben corresponderse con ellos.

Tanto el observador como el observado son partes de un mundo que tiene una existencia objetiva, y cualquier distinción entre ambos no tiene importancia significativa.Sin embargo, aunque aceptar una postura realista es tentador, no se debe caer en ingenuidades. Un ejemplo que aplasta una visión ingenua del realismo la otorga la física cuántica, la cual, es una descripción muy precisa de la naturaleza; en dicho modelo, una partícula no tiene ni una posición definida ni una velocidad definida, a no ser que dichas magnitudes sean medidas por un observador. Por tanto, no es correcto decir que una medición da un cierto resultado porque la magnitud que está siendo medida tiene aquel valor en el instante de efectuar la medición. De hecho, en algunos casos los objetos individuales ni siquiera tienen una existencia independiente, sino tan sólo existen como una parte del conjunto.

Un realista ingenuo a menudo asegurará que la demostración de que las teorías científicas representan la realidad radica en sus éxitos. Pero tal afirmación queda ridiculizada al observar que diferentes teorías pueden describir satisfactoriamente el mismo fenómeno a través de marcos conceptuales diferentes. La Historia nos muestra que muchas teorías que habían demostrado ser satisfactorias fueron sustituidas por teorías igualmente satisfactorias basadas en conceptos completamente nuevos de la realidad.

Este largo debate ha llevado algunos a concluir que nada existe si no es percibido (Berkeley), o que aunque no tengamos una sola razón para pensar que existe el mundo real, no nos queda de otra más que actuar como si dicha realidad fuera verdadera (Hume).

Ante estas complicaciones tanto epistémicas como ontológicas, el RDM zanja todos estos debates y polémicas entre realismos ingenuos y antirrealismos. Para el RDM, carece de sentido preguntarse si un modelo teórico es real o no; sólo tiene sentido preguntar si dicho modelo concuerda o no con las observaciones. Si hay dos modelos que concuerdan con las observaciones (como nuestra percepción y la de un pez en una pecera), no se puede decir que uno sea más real que el otro. Podemos usar el modelo que nos resulte más conveniente en la situación que estamos considerando.

Otra implicación importante, es el estar conscientes de que no solo se hacen modelos en ciencia, sino también en la vida cotidiana de cada uno de nosotros. De este modo, el RDM no solo se aplica a los modelos científicos, sino también a los modelos mentales conscientes o subconscientes que todos creamos para interpretar y comprender el mundo cotidiano.

No hay manera de eliminar el observador –nosotros- de nuestra percepción del mundo, creada por nuestro procesamiento sensorial y por la manera en que pensamos y razonamos. Nuestra percepción no es directa, sino más bien está conformada por nuestra pecera propia, a saber, la estructura interpretativa de nuestros cerebros humanos.

Un modelo teórico será satisfactorio si a) es elegante, b) contiene pocos elementos arbitrarios o ajustables, c) concuerda con las observaciones existentes y proporciona una explicación de ellas, y d) realiza predicciones detalladas sobre observaciones futuras que permitirán refutar o falsar el modelo si no son confirmadas.

Otro problema que el RDM resuelve, o mejor dicho, evita, es el debate sobre qué significa la existencia. Por ejemplo ¿cómo estar seguros que una mesa no deja de existir luego que dejamos de percibirla? Ante esto, podemos responder simplemente que el modelo en que la mesa sigue existiendo da una explicación mucho más simple y concuerda con la observación. Es todo lo que se pide para el RDM.

El RDM proporciona también un marco para discutir cuestiones como: si el mundo fue creado hace un tiempo finito, ¿qué ocurrió antes? Ante esto, podemos asegurar que un modelo llamado teoría del Big Bang nos ayuda a comprender que el tiempo y el espacio comenzaron hace unos trece mil setecientos millones años, en una gran explosión. Este modelo, explica la mayoría de nuestras observaciones presentes, incluyendo las evidencias históricas y geológicas, ante lo cual, el modelo del Big Bang es la mejor representación que tenemos del pasado.

Algunos bien podrían sostener modelos en los que el tiempo existía antes del Big Bang, pero hasta ahora, no resulta claro sin un modelo de este tipo explicaría mejor las observaciones actuales, porque parece que las leyes de la evolución del universo podrían dejar de ser válidas en el Big Bang. Si es así, no tendría ningún sentido crear modelos que comprendan tiempos anteriores al Big Bang, porque lo que existió en ese entonces (si es que existió algo) no tendría consecuencias observables en el presente, y por tanto nos podemos ceñir a la idea de que el Big Bang fue la “creación del mundo”.

La ciencia con el RDM como su fondo ontológico, no solo ayuda a construir teorías que explican un número específico de fenómenos, sino que también podría llegarse a postular algún día, una teoría eficiente, coherente y predictiva que ayude explicar un todo; es decir, una teoría del todo. Tal vez ya se ha encontrado con la famosa teoría M, pero esa es otra historia.

Por ahora, será mejor continuar preguntarnos sobre las estrellas desde nuestra respectiva pecera.

Bibliografía consultada

*Hawking, Stephen, y Leonard Mlodinow; El Gran Diseño, Editorial Crítica, México, 2010.

*Bunge, Mario; La Ciencia. Su Método y su Filosofía, Ediciones Siglo Veinte, Argentina, 1989.

SI TE INTERESA ESTE TEMA

*¿Qué es la realidad? capítulo tercero de El Gran Diseño en el que se basó esta ponencia.