2020-02-29

Materialismo del bueno




No existe lo sobrenatural ni mucho menos lo divino. Decir que existe algo inmaterial es en el mejor de los casos un atajo del lenguaje y en el peor una incoherencia. No existe el propósito o significado de la vida, ni mucho menos alguna dirección moral en la que se mueva el Cosmos. Vivimos en un mundo amoral, puramente mecánico, y nosotros mismos somos robots hechos de carne. Todas estas son buenas noticias.

A excepción de la última frase, todas las anteriores son consecuencias directamente derivadas de lo que se conoce como naturalismo (no confundir con naturismo) que discutimos extensamente en los episodios 7 y 11 de AutóMata, y que se puede resumir como la postura de que no existe más que el mundo natural. A veces al término naturalismo se le intercambia con fisicalismo, que es algo más específico, o con materialismo, que es equivalente pero tiene otra connotación en el lenguaje popular, fuera de la filosofía y ciencia, como sinónimo del consumismo. En esta ocasión voy a hablar del materialismo como la postura de que no existe más que el mundo material; ya habrá oportunidad para hablar de consumismo y su papá, el capitalismo, más tarde en AutóMata.

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No tengo recuerdo de haber creído en nada sobrenatural en mi vida, pero sí recuerdo haber creído que era al menos una cuestión debatible. Eso fue hace muchos años y, muchos libros, artículos, ensayos, debates, documentales y horas de cavilación después, ya no me parece que valga la pena tomar en serio la posición dualista de que existe algo aparte de lo material. Como mencioné antes, los argumentos a favor de que el mundo es puramente material los pueden encontrar en otros episodios. En esta ocasión quisiera enfocarme en las consecuencias de que esos argumentos sean correctos, desde mi propia experiencia como alguien que ha vivido asumiéndolos así desde siempre.

Sobra decir que mi posición es, y siempre ha sido, minoritaria. Recuerdo cuando era niño que siempre estaba confundido por tanto dios, espíritu y fantasma que todos veían menos yo. No solamente otros niños, sino adultos alrededor de mí, en persona o en los medios, hablaban de estas cosas como si fueran algo tan obvio. No sabía nada de lógica ni epistemología aparte de la que ya tenía programada de fábrica en mí, pero podía detectar que algo no cuadraba. Pocas veces me animé a decir lo que pensaba en voz alta—de por sí no hablaba de casi nada con nadie—y el resultado siempre fue... subóptimo. Incluso cuando encontraba a alguien que simpatizara con mi posición (casi siempre era específicamente con mi ateísmo) sus motivos para no creer eran ortogonales a los míos, pues solían estar motivados por la conspiración más que por la verdad. Que la religión sirviera para controlar a la gente o pagar los abogados de pederastas no me interesaba tanto como saber si era cierta, que es algo muy distinto y, curiosamente, relativamente más fácil de contestar (la respuesta es no).

Más frustrante para mí era la palabra "espiritual". Nunca entendí qué quería decir la gente que la usaba y me confundía más que ellas tampoco. Una cosa era que otras personas supieran algo que yo no y otra era que no lo supieran pero le pusieran nombre de todos modos. Hasta ahora no he encontrado un solo ejemplo del uso de esa palabra que caiga en el primer caso. En la mejor de las situaciones, la palabra "espiritual" colapsa a términos puramente terrenales como "reconfortante" o "recreativo". Para no decepcionarme de la gente, cuando dicen "hacer X es una actividad espiritual para mí" en mi mente lo traduzco como "hacer X me gusta"; no hay diferencia efectiva. Sin embargo, muchas veces la palabra designa un cúmulo de supersticiones y sinsentidos que me indican que la conversación va a ser muy corta, muy frustrante, o ambas. Ahora simplemente escucho lo mínimo necesario por educación y en cuanto puedo cambio de tema o me voy. La mayoría de las veces me voy.

Entre los artículos más antiguos aquí en AutóMata está uno sobre la inexistencia del libre albedrío, que próximamente grabaré en audio también y que tiene que ver con el título de este proyecto. Esta es otra cosa en la que mucha gente cree (incluso algunos ateos y otros materialistas) que a mí me parece, cuando mucho, una discusión sobre semántica. El argumento completo de que el libre albedrío no existe lo encuentran en aquel artículo y en muchos lados más; el resumen de mi postura es que tenemos albedrío en cuanto a que somos los autores de nuestas decisiones, pero éstas no son "libres" en el sentido de que estén mágicamente exentas de las reglas del mundo natural, porque la magia no existe. La palabra "decisión" es un atajo para procesos puramente mecánicos que, por más complicados y desconocidos que sean por ahora, no controlamos voluntariamente. La distinción entre mente y cuerpo no me es más significativa que la que hay entre software y hardware en una computadora.

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Me levanto cada mañana por la mismas razones que todos: el sueño no me alcanza para suprimir la incomodidad de un estómago vacío y una vejiga llena, suena mi alarma o, más recientemente, un perro me mordisquea y me lame la cara o el pie. Incluso los admiradores más fanáticos de los existencialistas o nihilistas, esos que tienen pósters de Albert Camus y Nietzche en su cuarto, se levantan de la cama cada mañana por las mismas razones físicas. A estas alturas la gente como yo numeramos en los cientos de millones alrededor del mundo, y cada día nos levantamos a enfrentarlo como los demás. Si estuviéramos en la desesperación existencial, cometiendo actos de vandalismo y suicidio colectivo, ya se hubieran enterado. Basta con ver las noticias para notar que la mayor parte de los desmanes que sufre la humanidad es cometida por la gente que más cree en la magia. En palabras del neurocientífico Sam Harris, ninguna sociedad ha caído en la tiranía y el caos porque sus habitantes se volvieron demasiado razonables.

Una vez que ya me levanto de la cama sigo con la búsqueda de café y alimento y, dependiendo del día de la semana, me preparo psicológicamente para el tráfico que me espera. Hago cosas porque me gustan, porque me gusta suficiente lo que me pagan por hacerlas, o ambas. No necesito un amigo imaginario con un látigo que me diga que tengo que hacer estas cosas y otras más, como hacer una donación mensual a Save the Children o simplemente tirar la basura en su lugar. Es precisamente porque creo que este mundo es el único que procuro cuidarlo y mejorarlo. Si hago las cosas porque me gustan o me convienen eso es suficiente: de todos modos las hice y sus consecuencias son igual de reales. No gano nada con decir que estoy cumpliendo con mi propósito al hacerlas, en primer lugar porque no hay tal cosa y en segundo porque es innecesario. Decir que estoy haciendo mi deber sería todavía peor, porque no se puede ser virtuoso si solamente se está siguiendo órdenes, aparte de que no se puede seguir órdenes de un ser imaginario.

Cuando escucho música como Muerte y Transfiguración de Strauss o el final de la Segunda de Mahler se me pone el pelo de punta igual que a cualquier creyente, y tamborileo los dedos y hasta canto con una rola de Creedence. Disfruto del cine y del deporte, y he tenido mis momentos de felicidad, sublime o sencilla, por enorgullecer a mis padres o acariciar a mi perro. Nada de esto requiere nada más allá de lo mecánico y lo material.

Esta observación tiene un corolario importantísimo: lo material es mucho más interesante que cualquier superstición dualista que se le haya ocurrido a un humano "espiritual". La profundidad que ofrece no solamente es mayor que la de cualquier místico, sino que además tiene la ventaja de ser real y autoconsistente. Hay cosas que no sabemos, pero eso es muy distinto a decir que creemos cosas incoherentes o de plano falsas. De todas las preguntas que ha tenido la humanidad, sobre sí misma y su mundo, todas las que han sido respondidas han tenido una respuesta natural. No ha habido una sola explicación material de un fenómeno—ni una, en toda la historia—que haya sido desbancada por otra explicación sobrenatural mejor.

Esta es una visión, además, profundamente optimista: si el mundo es un mecanismo, lo podemos comprender. Si lo podemos comprender, lo podemos manipular a nuestra conveniencia. Sin dioses ni espíritus que nos impongan sus reglas somos libres de definir lo que nos conviene.

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En todo esto hay una desventaja que puedo resumir robándome el título de uno de los libros de la politóloga Francesca Polletta: la libertad es una junta sin fin. Al principio mencioné que es una "buena noticia" que el mundo sea puramente material e, inmediatamente, dije que este diagnóstico en sí no se puede derivar de que el mundo sea material. Un Cosmos amoral es incapaz, por definición, de decirnos qué deberíamos hacer, por más que lo comprendamos. En un sentido más literal, no debemos hacer nada. Todos los objetivos que nos planteemos son opcionales. No hay mandamientos escritos en las estrellas ni en las partículas fundamentales. Para marcar el rumbo que queremos seguir debemos ponernos de acuerdo. De ahí lo de las juntas sin fin.

Hay una complicación menor, que son las personas psicópatas que realmente quieren destruirlo todo al estilo Joker, por diversión, porque por qué no. Afortunadamente, entre los demás podemos ponernos de acuerdo para tratar a estos individuos de manera humana al mismo tiempo que los relegamos a instituciones o los ayudamos a aprender a convivir, de modo que todos ganamos o al menos no todos perdemos. El problema real son las personas que tienen creencias dañinas a pesar de que no son psicópatas, porque sufren la patólogía (curable) del pensamiento mágico, al que consideran una especie de virtud. Para efectos prácticos da igual si éste se manifiesta como Esoterismo, Ley de la Atracción, Islam o Comunismo: es una incomprensión del mundo que ve fuerzas y motivos sobrenaturales o al menos sobrehumanos donde no los hay. Los argumentos son miles y muy interesantes, pero para llegar a la conclusión basta con ver la evidencia de la realidad: si esta gente pudiera realmente divinar el futuro, ya se hubiera ganado la lotería; si estuvieran construyendo paraísos terrenales y utopías la gente no se les saldría nadando.

Es precisamente porque los resultados del pensamiento materialista dan resultados materiales que cualquiera, sea de la religión, superstición o ideología que sea los puede ver. Hay solo una realidad y tiene solo un conjunto de reglas, que son las mismas que hacen que la física nuclear funcione y el comunismo no, sin importar lo que crean quienes los practiquen. Obviamente la política o la economía no se van a estudiar con física fundamental o biología, pero sí deben al menos ser consistentes con ellas. Fundamentalmente, no puedes crecer tu economía solamente imprimiendo billetes por la misma razón que no puedes doblar cucharas solamente pensando. Algunas cosas sí son realmente absurdas.

El hambre y el dolor son reales porque son fenómenos físicos. También lo son la saciedad y el placer. Como no hay nada metafísico que nos lo impida, podemos ponernos de acuerdo y procurar tener menos de los primeros y más de los segundos, para lo cual necesitamos resolver problemas como ya lo hemos hecho hasta ahora. Nungún problema que ha solucionado la humanidad—ni uno—ha tenido una solución inmaterial. Por otro lado, las preguntas que supuestamente no tienen una respuesta natural ni siquiera son coherentes, como el significado de la vida y otras tarugadas pseudoprofundas similares.

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El filósofo y neurocientífico Joshua Greene tiene una analogía muy útil para el razonamiento moral que se dedica a estudiar. Una cámara fotográfica moderna tiene varios modos automáticos predefinidos que permiten configurar la cámara rápidamente para muchas situaciones comunes: un modo nocturno, retratos, interiores y cosas así. Por otro lado, si uno quisiera también se puede usar la cámara en modo manual, en el que uno mismo define una docena de variables cuidadosamente con los controles de la cámara y quizá recursos adicionales como iluminación o vestuario especial. Es más complicado que usar el modo automático pero a veces se requiere y puede dar resultados geniales en manos de un experto. De la misma manera, los humanos navegamos de una situación a otra pasándonos de modo automático a manual según sea conveniente, no solo en el razonamiento moral, sino en nuestras vidas profesionales y personales. Para la mayoría de las cosas el modo automático es suficiente, pero a veces tenemos que detenernos, poner el modo manual, y pensar cuidadosamente.

Si me preguntan cómo deberíamos tratar a un psicópata que ha cometido un crimen horrendo, entonces me paso a modo manual y recuerdo que nadie "escoge" ser un psicópata, con todo lo que eso implica en cuanto a encarcelamiento y rehabilitación. Lo mismo va para la legalización de drogas, política energética, violaciones a derechos humanos o mi voto en elecciones. Entonces sí, me paso a modo manual ultramaterialista y hago lo mejor que puedo por pensar en términos claros sobre qué existe y qué no, qué es una cuestión empírica y para dónde apunta la evidencia, qué suposiciones se están haciendo a escondidas y todo lo demás.

Pero la mayor parte del tiempo la paso en modo automático. Pienso sobre mi vida en muchos de los mismos términos que todos, incluyendo propósitos, logros, decisiones y deberes (aunque sin nada de religión ni espiritualidad). Si tuviera que calcular y justificar todo en términos de partículas fundamentales y sus patrones realmente no podría levantarme cada mañana. Cuando me invitan a comer y me preguntan qué quiero, lo digo; no me pongo a pensar sobre la incoherencia del libre albedrío. Si veo una película de horror o fantasía no me pongo a tratar de hacer una teoría de la ectoplasma. Simplemente me quedo en modo automático y disfruto la comida y la película como cualquiera.

Esta flexibilidad es permitida, precisamente, porque a la materia no le importa cómo viva uno su vida. Que la vida sea en sí un mecanismo permite imaginar que la podemos entender, ajustar y mejorar como queramos, cosa impensable bajo los dogmas y supersticiones de la religión. Sí, algunas cosas son imposibles pero, dentro de lo que sí es posible, tenemos mucho más control de lo que cualquier sacerdote o ideólogo pensaría. Y eso es una excelente noticia.

2020-02-22

Elitismo del bueno


Lo único peor que un político profesional es un político no profesional. Le escuché esta frase al autor e historiador Héctor Aguilar Camín hace mucho, pero creo que él estaba citando a alguien más. En el momento populista que vive el mundo, y en particular México, creo que es oportuno hacer una pequeña desambiguación del término "élite". He escuchado gente de distintas persuasiones políticas usar el término tanto para criticarlo como para defenderlo y me parece que suelen equivocar el significado a conveniencia.

Por un lado está referirse al alto desempeño como una señal de élite: lo mejor de lo mejor, como pudiera decirse de fuerzas armadas de élite, o un maratonista de élite y así. Cuando uno busca a un doctor para un asunto crítico, uno se vuelve sumamente elitista en este sentido. Queremos pilotos de élite volando nuestros aviones y maestros de élite enseñando en nuestras escuelas. El elitismo en este sentido es algo deseable y a lo que uno debería aspirar siempre.

Por otro lado, los discursos políticos—predominantemente los provenientes de populistas y sus idiotas útiles—denuncian incansablemente a "las élites". Pero lo que el electorado objetivo de estos discursos entiende no es "lo mejor de lo mejor", sino que ve en el término "élite" un sinónimo para "aristocracia". Se refiere a un grupo pequeño de personas acomodadas y/o privilegiadas, sean cuales sean sus méritos. Este sentido de la palabra también se usa en otros contextos económicos y sociales, como cuando se habla de "la élite financiera", "la élite partidista" o "la élite clerical".

Para complicar las cosas, algunas veces una élite lo es en ambos sentidos, como pudiera pasar con miembros de la élite intelectual o la deportiva. Un deportista profesional de élite tiene tanto méritos como estatus: un ejemplo fácil es Michael Jordan, quien gracias a ser el más grande basquetbolista de la historia también es considerado básicamente realeza.

La trampa de la que hay que cuidarse en el contexto político es que los populistas, a propósito o no, se oponen por igual a las élites aristocráticas que a las competentes. Le llaman igual al alto estatus que al alto desempeño—sobra decir que son incapaces de considerar que a veces una cosa pudiera deberse a la otra—y arrasan con todo. Por supuesto que no queremos una aristocracia o, al menos, quisiéramos que hubiera un alto índice de movilidad desde y hacia ella. Pero es obvio que lo que sí queremos son políticos competentes, tanto como quisiéramos doctores o maestros competentes. Tenemos muchos ejemplos inspiradores y trágicos, históricos y contemporáneos, de la diferencia entre dejar la política en manos competentes o incompetentes.

2020-02-03

Gravitación Cuántica




La física fundamental moderna está construida sobre dos grandes y robustos pilares: la Relatividad General (GR por sus siglas en inglés) y la Teoría Cuántica de Campos (QFT). La GR describe a la gravedad como un efecto geométrico: es la curvatura del espaciotiempo debido a la presencia de materia o energía en él. La QFT describe a la materia, combinando y generalizando a la Mecánica Cuántica (QM) con Relatividad Especial (SR), mas no con GR (a algunas partes de QFT se les conoce también como Mecánica Cuántica Relativista, pero esto incluye solamente SR o, equivalentemente, partículas en espaciotiempos sin gravedad).

Entonces, si uno quisiera obtener una descripción completa y unificada de la física fundamental que incluya tanto los efectos de la GR como de la QFT, pues uno tendría que arreglárselas para combinar estas dos teorías. Sabemos que hay alguna manera de hacerlo porque la naturaleza lo hace todo el tiempo, como podemos comprobar cada día cuando nos levantamos de la cama. Y sin embargo, dependiendo del punto donde uno comenzara a llevar la cuenta, está cumpliéndose casi un siglo de intentos de unificarlas sin éxito. A la variedad de estrategias para lograr esta unificación se les conoce en conjunto como gravitación cuántica (QG). Cuando uno dice que se dedica a la gravitación cuántica siempre espera que la segunda pregunta sea "¿En qué enfoque?" o "¿Usando qué técnica?" En este momento (2020) hay aproximadamente unas 30 familias distintas de estrategias para unificar GR y QFT:

(Clic para agrandar) Líneas de investigación en QG, imagen tomada de Mielczarek, J. & Trześniewski, T. “Towards the map of quantum gravity”. In: General
Relativity and Gravitation 50.6 (2018).
Cada una de las distintas líneas de investigación tiene sus propias ventajas y desventajas; algunas tienen décadas y otras surgieron apenas hace un lustro. Cualitativamente pudieran clasificarse de muchas maneras: por ejemplo, pudieran partir de GR, de QFT o de una tercer teoría más fundamental que contenga a ambas como casos particulares. Algunas toman enfoques geométricos, más al estilo de GR, mientras que otras empiezan con nociones pregeométricas, que es una manera de decir que la geometría emerge de alguna manera. Algunas proponen que la física fundamental está incompleta, mientras que otras apuestan a que más o menos está completa pero falta algún paso matemático para unir las piezas. El caso es que hasta ahora no tenemos la respuesta definitiva de cómo logar esta unificación, e incluso hay algunos (pocos) teóricos que insisten en que simplemente no se puede.

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¿Cómo es que llegamos a esta situación, y qué nos mantiene atorados? Para esto hay que revisar un poco de la historia de GR y QM. La GR y, antes de ella, SR, surgieron de continuar el trabajo de resolver inconsistencias entre el electromagnetismo y la mecánica newtoniana. Aunque estaban perfectamente al tanto de la existencia de átomos y otros efectos que después se incorporarían a QM, Einstein y otros colaboradores como Lorentz y Poincaré siguieron el camino clásico—es decir, no cuántico—para resolver estas cuestiones. De manera paralela, Planck, Bohr, Pauli, De Broglie y muchos otros se enfocaron en estudiar problemas que acabarían siendo completamente irresolubles dentro del paradigma clásico y, de paso, confirmaron no solamente la existencia de átomos sino también de muchas otras partículas nuevas que seguían leyes distintas a las del electromagnetismo y mecánica conocidas hasta ese entonces.

Ambas líneas de investigación se desarrollaron de manera paralela y, aparte de las aportaciones que Einstein hizo a ambas, de manera prácticamente independiente. Cada una se ancló a datos experimentales distintos, postulados distintos, y la suposición de que, al menos en lo fundamental, no se ganaba gran cosa con tomar en cuenta lo que estaba haciendo la otra. ¿Cuál sería la distorsión en el espaciotiempo generada por un electrón? Era más práctico dejar esas preguntas para después y avanzar sin complicar las cosas más de lo necesario (y para casi todos los problemas que uno se encuentra en GR o en QM hasta hoy, no hace falta para nada tomar en cuenta a la otra). Aparte de la famosa ecuación \(E=mc^{2}\), no había ningún puente teórico entre las dos teorías y se desarrollaron por separado.

Al mismo tiempo, poco a poco, cada una de las teorías fue acumulando predicciones comprobadas experimentalmente, como la dilatación del tiempo en GR o el desarrollo de la física nuclear a partir de QM. A medida que ambas teorías quedaron mejor establecidas y se fueron llenando huecos y resolviendo inconsistencias, los físicos se enfocaron más en tratar de combinarlas. Paul Dirac logró un avance importante en formular una versión de QM que incluía efectos de SR y, en una labor de colaboración inmensa entre gente como Feynman, Schwinger, Wigner, Dyson y muchos otros, para los años 70s se consolidó lo que ahora se conoce como el Modelo Estándar de la física de partículas, que combina las teorías de QM, Teoría de Campos Clásica y SR. Juntas, les llamamos QFT.

El problema es que, cuando uno ingenuamente sigue las técnicas usuales que existen en QFT y las aplica a GR, obtiene respuestas absurdas: cantidades infinitas, espaciostiempo que no permiten que se forme materia y muchos problemas más. Cada una de las teorías tiene montones y montones de evidencia, medida con muchos decimales de precisión, a su favor. Cada una parece tener un rango de aplicabilidad bien definido y que, cuando se excede, apunta a la otra teoría. Y sin embargo, cuando se combinan, uno obtiene sinsentidos. Esto es complicado aún más por el hecho que los resultados experimentales que pudieran guiarnos, o al menos ayudar a descartar ideas que no funcionarán, están muy pero muy lejos de nuestro alcance.

Los fenómenos físicos en los que GR y QFT ambas deberían jugar un papel son los más extremos del universo: el centro de agujeros negros y el Big Bang mismo, para empezar. Sobra decir que no sería aconsejable tratar de crear esas cosas en un laboratorio incluso si se pudiera. Usando aceleradores de partículas como el LHC en Ginebra podemos reproducir condiciones extremas, pero no estamos ni cerca de llegar a las condiciones de energía necesarias para observar efectos de gravitación cuántica directamente. Con tecnología actual, podemos investigar propiedades de la materia cuando el universo era más o menos del tamaño de una manzana. Pero para llegar a estudiar el universo directamente a la escala de Planck—el punto en el que efectos gravitacionales y cuánticos deberían interactuar sin lugar a dudas, a escalas de unos \(10^{-35}\) metros—necesitaríamos un acelerador de partículas del tamaño del sistema solar.

Así que debemos recurrir a métodos experimentales más indirectos. Dentro de QG,la gente que se dedica a esto se dice que está estudiando la fenomenología de QG: cómo se verían los efectos de gravitación cuántica experimentalmente, quizá utilizando mediciones obtenidas de los "experimentos" extremos que hace la Naturaleza todo el tiempo en fenómenos astrofísicos, o rastros que pudieran haber quedado impresos en la radiación cósmica de fondo (CMB) estudiada por la cosmología. Por ahora estos estudios están en su infancia y no hay resultados claros. Mientras, no tenemos opción aparte de seguir adelante por el camino de la teoría.

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Antes mencioné que había una treintena de enfoques distintos para atacar el problema. Algunos se traslapan si los clasificamos de manera conveniente, pero de todos modos no alcanzaría a nombrarlos todos aquí. Por lo pronto mencionaré solo algunos de los principales, al menos en cuanto a que la mayoría de los investigadores en QG los consideran modelos maduros, prometedores, o al menos no completamente absurdos. (Un chiste sobre físicos teóricos criticándose unos a otros es que dicen "Tu idea es absurda y, además, a mí se me ocurrió primero.")

Quizá el intento más popular, aunque en relativo declive últimamente, es la Teoría de Cuerdas (String Theory). Originalmente comenzó como una propuesta para modelar la fuerza nuclear fuerte en los años 60, pero fue abandonada en favor de la Cromodinámica Cuántica, que es una parte importante del Modelo Estándar. En Teoría de Cuerdas las partículas fundamentales son modeladas con pequeños objetos unidimensionales (cuerdas) que pueden vibrar de distintas maneras, dando la apariencia de ser partículas cuando se ven desde más lejos. Distintas maneras de vibrar producen las distintas partículas y, con algunos ajustes, pueden producir hasta gravitones, que en QFT son las partículas encargadas de mediar la gravitación. Además, en Teoría de Cuerdas se pueden recuperar las otras interacciones fundamentales de la física y las partículas del Modelo Estándar.

Variedades Calabi-Yau microscópicas que contienen las dimensiones "extras" escondidas en Teoría de Cuerdas.
Todo esto suena muy prometedor, pero la teoría tiene sus dificultades: 1) las cuerdas fundamentales que propone son aún más indetectables que los efectos cuánticos que pudieran explicar; 2) para su funcionamiento correcto requiere que existan 11 dimensiones que tienen que esconderse de algún modo para que parezcan solo las que vemos; 3) predice partículas adicionales que no se han observado hasta ahora; 4) tiene tantas variantes que siempre se puede ajustar a cualquier experimento: es una teoría tautológica en cierto sentido. Esto ha desatado un debate interesantísimo en filosofía de la física y de la ciencia sobre el rol de la evidencia y la experimentación. Por último, 5) a pesar de que se han desprendido herramientas útiles para otras ramas de la física y matemáticas a partir de teoría de cuerdas, el avance en resolver los otros puntos lleva décadas estancado y cada vez menos gente trabaja en la teoría.

El principal competidor de la Teoría de Cuerdas es Loop Quantum Gravity (LQG, algo así como Gravedad Cuántica de Bucles) que, a pesar de su nombre, tiene diferencias importantes con Cuerdas. Para empezar, en Teoría de Cuerdas el espaciotiempo es el fondo en el que viven las cuerdas que dan lugar a las partículas y sus interacciones; en contraste, LQG es una teoría en la que los bucles o lazos son los objetos que forman al espaciotiempo en sí. Esta es una fortaleza y desventaja de la teoría a la vez: aunque parece lograr una descripción consistente de un espaciotiempo formado por una espuma de lazos entrelazados, no ha podido demostrarse que se puede recuperar GR cuando éstos se ven "de lejos", ni se ha podido acoplar estos espaciostiempo a los campos de materia descritos en QFT.

En LQG, el espaciotiempo estaría formado de lazos entrelazados como una malla.
Otra línea de investigación en QG es la Seguridad Asintótica (Asymptotic Safety). En cierto modo es la línea más conservadora en cuanto a sus propuestas, pero tiene la ventaja de que se basa en un principio ya funcional y observado en QFT estándar. En QFT se puede tomar en cuenta efectos gravitacionales siempre y cuando el campo gravitacional sea muy débil. Los infinitos que revientan el intento "ingenuo" de juntar QFT y RG surgen de unas constantes de acoplamiento, que regulan qué tanto un campo interactúa consigo mismo y con otros, y que en el caso gravitacional aumentan de valor de forma descontrolada cuando se plantean interacciones a energías mucho más altas. Pero pudiera ser que la interacción gravitacional se vuelva más débil a partir de cierto nivel de energía: ya esto sabemos que ocurre con la fuerza nuclear fuerte. No se ha logrado demostrar que la gravedad interactúe así formalmente, pero si se lograra tendría la implicación de que las técnicas que funcionan a energías más bajas podrían usarse a energías más altas con algunas modificaciones y, en principio, eso sería todo. Sin partículas ni dimensiones extras. Todo sería QFT y más QFT.

Sin embargo, la seguridad asintótica no excluye, en principio, que pudiera haber física fundamental al estilo Cuerdas o Lazos más allá de QFT. Es una teoría efectiva, es decir, no sabemos exactamente qué más hay por debajo pero sí sabemos que a ese nivel funciona. Si QFT resulta el nivel más fundamental al que podemos llegar, ahí terminaría el problema. Si no, al menos sería útil para establecer ciertas condiciones que tendrían que cumplir teorías más fundamentales y acotarlas mejor.

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Finalmente quisiera mencionar la familia de estrategias que proponen que el espaciotiempo pudiera ser fundamentalmente discreto, en oposición a que sea continuo o "liso". En cierto modo LQG ya propone esto pero como una deducción de otros principios que se toman como básicos; hay otros enfoques que proponen la discretización del espaciotiempo como el punto de partida. La idea básica es que el espaciotiempo pudiera estar hecho de partículas en sí. Entonces, cuando se ve desde lejos con ojos macroscópicos, parece el espaciotiempo liso y continuo descrito por GR. Se dice fácil.

Para empezar, habría que atribuirle algún sentido a la idea de tener partículas de tiempo, o de que el tiempo pudiera ser discretizado de algún modo junto con el espacio. Después, hay que encontrar manera de "acomodar" las partículas de espaciotiempo para preservar las cualidades macroscópicas que queremos que tenga, es decir, las de GR. Tenemos que encontrar manera de formar curvatura y, especialmente, que esa curvatura sea en respuesta a la presencia de materia y energía.
Un "universo" construido a partir de CDT.
Dos estrategias relativamente maduras que intentan implementar este modelo son Causal Sets y Causal Dynamical Triangulations (CDT, Triangulaciones dinámicas causales). Como su nombre lo indica, procuran mantener la estructura causal del espaciotiempo; específicamente, que no se violen requisitos establecidos por SR y que el tiempo tenga una flecha bien definida. También procuran usar la longitud de Plack, \(10^{-35}\)m, como una unidad de tamaño fundamental.

La dificultad principal en estos modelos es atribuirle sentido a la noción de un evento, que es como en GR se le llama a un punto especificado por cuatro coordenadas: las tres espaciales y la temporal. Pareciera ser, entonces, que los "átomos" o "pixeles" de espaciotiempo tendrían que estar ordenados y conectados de cierto modo, para que la dirección del tiempo pudiera emerger de ellos de algún modo. Eso, y que estos pixeles tendrían que ser, de algún modo, objetos cuatridimensionales. La estructura del espaciotiempo tendría que emerger, entonces, de las conexiones entre estos elementos. Si dejamos a un lado la forma que pudieran tener estos pixeles y los representamos solamente por puntos, el espaciotiempo estaría formado por los triángulos cuatridimensionales que resultan de unirlos.


Yo mismo trabajé en mi doctorado en una extensión de estos modelos que utiliza Geometría no asociativa para construir espaciostiempo discretos. La bondad de esta herramienta es que trata a espacios continuos y discretos de manera unificada por diseño, convirtiendo ambos en álgebra y con recetas claras para pasarse de un lugar a otro y regresar. Empezando de una geometría muy sencilla—tan solo un triángulo—, podemos implementar un mecanismo para generar puntos de espaciotiempo de manera iterativa y así "crecer" nuestro espaciotiempo. Después de un gran número de pasos, obtenemos algo prácticamente liso.

Un espaciotiempo discreto "pulsante" que crece y se aproxima a uno continuo.
En los enfoques discretos, tenemos múltiples problemas por resolver todavía. Para empezar, no está bien definido cómo hacer que el espaciotiempo responda a la presencia de materia de manera que se comporte como en GR: por ahora, los modelos más robustos son de espaciotiempo vacío. La parte cuántica, en el sentido de tener sobreposiciones de estados, entrelazamiento, recuperar resultados de QFT y todo eso tampoco está clara. En CDT el espaciotiempo "real" que observamos resultaría de fluctuaciones de espaciostiempo sobrepuestos, o al menos eso parecen indicar las simulaciones.

Un miniuniverso en CDT, con el tiempo corriendo de manera horizontal y un Big Bang y Big Crunch en los extremos.
Sí tenemos la ventaja que, por su carácter geométrico, los enfoques discretos son más amenos a simularse (y visualizarse) por computadora, al menos en versiones de dos o tres dimensiones. Esto permite hacer "experimentos", al menos en la computadora. Es posible que los enfoques discretos resulten ser una forma de validar a las otras estrategias, si se pudieran ligar a ellas de algún modo.

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¿Y para qué sirve todo esto? Pues para obtener un doctorado en física, al menos. También me permitió viajar a congresos con todo pagado, lo cual no está nada mal. Además me invitaron a hablar en pláticas de divulgación y la gente se tomó fotos conmigo y todo. Cuando alguien te pregunta qué estudiaste y les contestas que física teórica, en GR y QFT te consideran muy inteligente, aunque no entiendan ni qué son. Tiene algunas desventajas, pero en general el efecto neto es positivo.

Hablando más en serio, esto sirve, o pudiera servir, para saber algo que antes no sabíamos. Pudiera tener aplicaciones prácticas o no, pero el punto es que esas son cuestiones secundarias para quienes lo estudian de manera profesional. El motivo principal es la curiosidad y el reto de entender algo difícil y que, de lograrse, es su propia recompensa. Nadie pregunta para qué sirve Anna Karenina o la Mona Lisa o las pirámides mayas o las Cascadas de Iguazú y, si alguien lo hiciera, nadie se sentiría obligado a responderle. Aprécialas y ya, idiota, mientras puedes. Si no quieres, puedes quitarte y dejar que otros lo hagan.

Una respuesta más diplomática la ofreció el gran físico de partículas y director del acelerador FermiLab, Robert Wilson. Cuando un congresista le preguntó en qué contribuye un nuevo acelerador de partículas a la defensa de la nación, le contestó que en nada, aparte de hacer que defender a la nación valga la pena.