¿Qué quieres decir con "el mundo perceptible"? Podemos ampliar y extender este tipo de temas relacionados con este tema.

El ayuntamiento de Monza, Italia, aprobó un proyecto de ley que prohíbe a los ciudadanos mantener peces de colores en peceras redondas para verlos. Los organizadores explicaron que sería cruel mantener peces de colores en un tanque redondo porque la superficie curva distorsionaría el mundo "real" a los ojos del pez. Dejando de lado los beneficios que este proyecto de ley aporta a los pobres peces dorados, la historia también plantea una interesante pregunta filosófica: ¿Cómo sabemos que nuestra "realidad" percibida es real? El mundo que ve el pez dorado es diferente de lo que llamamos "realidad", pero ¿cómo podemos estar seguros de que lo que ve es menos real que el nuestro? Por lo que sabemos, incluso nosotros mismos podemos pasar toda nuestra vida viendo el mundo que nos rodea a través de una lente distorsionada.

En física, esta cuestión no es una fantasía puramente teórica. De hecho, los físicos y cosmólogos se encuentran en una situación similar a la de los peces de colores. Durante décadas, hemos estado buscando una teoría definitiva del todo, un conjunto completo y autoconsistente de leyes fundamentales que puedan explicar todos los aspectos de la "realidad". Pero ahora parece que lo que podemos terminar no es una teoría única, sino una familia de teorías interconectadas. Cada teoría tiene su propia descripción de la "realidad", como ver el mundo a través de su propia pecera circular. Esta opinión puede resultar difícil de aceptar para muchas personas, incluidos algunos científicos del círculo. La mayoría de la gente cree que existe una "realidad" objetiva, y tanto nuestras percepciones como nuestra ciencia expresan directamente información sobre el mundo físico. La base de la ciencia clásica es la creencia de que existe un mundo externo independiente cuyas propiedades son ciertas e independientes del observador que percibe este mundo. En filosofía, esta creencia se llama realismo.

Sin embargo, quienes recuerdan a Timothy Leary y la década de 1960 deberían ser conscientes de otra posibilidad: el concepto de "realidad" también puede depender de la mente de quien lo percibe. Estos puntos de vista son similares, algunos se llaman antirrealismo y otros se llaman instrumentalismo o idealismo. Según estos "ismos", el mundo tal como lo conocemos es construido por la mente humana a partir de información sensorial y moldeado por las estructuras interpretativas de nuestro cerebro. Esta visión puede ser difícil de aceptar, pero tampoco lo es de entender. No se puede eliminar al observador, a nosotros mismos, de nuestra percepción del mundo.

Con el desarrollo gradual de la física, el estatus del realismo se está volviendo precario. En la física clásica, el sistema de Newton puede describir nuestra experiencia diaria con mucha precisión, y las explicaciones de términos como "objeto" y "posición" también son en gran medida consistentes con nuestro sentido común (es decir, nuestra "realidad" de esos conceptos). . Pero como herramientas de medición, los humanos somos muy toscos. Los físicos han descubierto que lo que comúnmente llamamos "objetos" y la luz que nos permite verlos están hechos de objetos que no podemos percibir directamente, como electrones y fotones. Estos objetos siguen la teoría cuántica, no la física clásica.

La "realidad" de la teoría cuántica es completamente diferente a la "realidad" de la física clásica. En el sistema teórico cuántico, las partículas no tienen ni una posición definida ni una velocidad definida. Sólo cuando un observador mide estas cantidades se pueden determinar sus valores. En algunos casos, los objetos individuales ni siquiera existen de forma independiente, sino que sólo aparecen como parte de un todo. La física cuántica también desafía enormemente nuestra comprensión del pasado. En la física clásica, el llamado "pasado" es una serie de acontecimientos definidos que se han convertido en historia, mientras que en la física cuántica, el "pasado" es incierto y es sólo la posibilidad de una serie de acontecimientos, al igual que el "futuro". . Incluso el universo en su conjunto no tiene un pasado o una historia definidos. Por lo tanto, la física cuántica implica un tipo de "realidad" diferente a la de la física clásica; aunque la física clásica se ajusta a nuestra intuición, todavía puede ser de gran ayuda cuando diseñamos edificios, puentes y similares.

Estos ejemplos nos permiten sacar conclusiones y proporcionar un marco importante para interpretar la ciencia moderna. En nuestra opinión, la "realidad" no puede existir independientemente de imágenes o teorías. En cambio, adoptamos una nueva perspectiva llamada "realismo dependiente del modelo". Este punto de vista sostiene que cada teoría física o imagen del mundo es un modelo (a menudo un modelo matemático en la naturaleza), un conjunto de leyes que conectan los elementos del modelo con las observaciones. Según el realismo dependiente de modelos, no tiene sentido preguntar si un modelo es verdadero per se; lo que tiene sentido es si es consistente con las observaciones.

Si ambos modelos son consistentes con las observaciones, entonces uno no puede considerarse más real que el otro. Cualquiera puede elegir un modelo más conveniente para usar según la situación específica.

No juzgues la verdad

Las realidades alternativas se han convertido en un elemento básico de la cultura popular actual. Por ejemplo, en la película de ciencia ficción "The Matrix", los humanos viven en una realidad virtual generada por computadoras inteligentes sin saberlo. De esta manera, las computadoras mantienen a los humanos estables y contentos, extrayendo energía biológica de sus cuerpos físicos (siempre que exista dicha energía). ¿Cómo sabes que no eres un personaje generado por computadora que vive en un mundo como "The Matrix" en este momento? Si vivimos en un mundo virtual e imaginario, no hay necesidad de ninguna lógica entre los eventos, no hay necesidad de justificarse y no hay necesidad de seguir ninguna regla. Los extraterrestres que controlan este mundo virtual podrían de repente hacer que todo el mundo odie el chocolate solo porque es interesante o divertido, solo para ver cómo reaccionamos, o eliminar la guerra y traer la paz mundial de la noche a la mañana, pero eso nunca sucede. Si los extraterrestres se niegan resueltamente a violar las leyes de la autoconsistencia, entonces no tendremos forma de determinar que detrás de esta realidad virtual hay otra realidad. Por supuesto, se podría argumentar que el mundo en el que viven los extraterrestres es "real" y el mundo generado por computadora es falso. Sin embargo, los seres que viven en mundos virtuales no pueden observar su universo desde el exterior (ni nosotros tampoco), por lo que no hay motivo para sospechar que el mundo en el que viven no sea la "realidad".

Lo mismo ocurre con los peces de colores. Lo que vieron en el tanque circular de vidrio fue obviamente diferente de lo que vimos fuera de la pecera, pero esto no les impidió desarrollar un conjunto de leyes científicas para describir el movimiento de los objetos fuera de la pecera que observaron. Por ejemplo, debido a que la luz se desvía cuando ingresa al agua desde el aire, un objeto que no está sujeto a fuerzas externas en nuestra vista debería moverse a lo largo de una curva en la vista de un pez dorado. Aunque en un sistema de referencia distorsionado, los peces de colores aún pueden resumir un conjunto de leyes científicas que siempre son correctas para predecir el movimiento futuro de los objetos fuera de la pecera. Sus reglas serán mucho más complicadas que las nuestras, pero la sencillez sólo está relacionada con el gusto. Si un pez dorado pudiera desarrollar tal teoría, debemos admitir que la perspectiva del pez dorado es también una descripción válida de la "realidad".

Hay otro ejemplo famoso en el mundo real que también ilustra que la "realidad" se puede describir de manera diferente: es la disputa entre la teoría geocéntrica de Ptolomeo y la teoría heliocéntrica de Copérnico. Aunque a menudo se dice que Copérnico demostró que Ptolomeo estaba equivocado, no es así. Copérnico y Ptolomeo, como nosotros y los peces de colores, podrían haber elegido cualquier descripción como modelo para el universo, porque ya sea que la Tierra o el Sol estuvieran estacionarios, bien podríamos explicar los cambios en el cielo que observamos. Cualquiera que sea el papel que jugó la teoría heliocéntrica de Copérnico en el debate filosófico sobre la naturaleza del universo, su verdadera ventaja fue que las ecuaciones de movimiento eran más simples en un marco de referencia en el que el sol estaba estacionario.

El realismo dependiente de modelos se aplica no sólo a los modelos científicos, sino también a los modelos mentales conscientes y subconscientes que creamos para representar y comprender el mundo que nos rodea. Por ejemplo, el cerebro humano recibe información original del nervio visual, integra información de ambos ojos, realza los detalles y suple la falta de información causada por los puntos ciegos visuales. No sólo eso, el cerebro también crea una sensación de espacio tridimensional a partir de la información bidimensional recibida por la retina. Crees que ves una silla, pero en realidad estás utilizando la luz que dispersa la silla para construir una imagen mental, o modelo, de la silla. El cerebro humano es muy bueno en este tipo de construcción de modelos. Si te pones un par de gafas especiales y le das la vuelta a la imagen que se le presenta a los ojos, su cerebro cambiará el modelo para que vea el objeto al revés, con suerte antes de que quiera sentarse.

Sobre la teoría profunda

En la búsqueda de la teoría física definitiva, nunca ha habido una teoría tan llena de esperanza y dudas como la teoría de cuerdas. La teoría de cuerdas se propuso por primera vez en los años 1970. El objetivo es unificar todas las fuerzas de la naturaleza en un único marco teórico; concretamente, incorporar la gravedad al sistema de la física cuántica. Sin embargo, a principios de la década de 1990, los físicos descubrieron que la teoría de cuerdas encontraba un problema embarazoso: había cinco teorías de cuerdas diferentes al mismo tiempo. Para aquellos que sostienen que la teoría de cuerdas es la única teoría viable de todo, esto es realmente bastante embarazoso. A mediados de la década de 1990, los investigadores comenzaron a descubrir que estas diferentes teorías, y más tarde la llamada teoría de la supergravedad, en realidad describían el mismo fenómeno, lo que les dio cierta esperanza de que las teorías pudieran eventualmente fusionarse.

De hecho, estas teorías están conectadas entre sí a través de lo que los físicos llaman "dualidad", que es como una especie de diccionario matemático que va y viene entre diferentes conceptos. Pero, desgraciadamente, cada teoría sólo puede describir fenómenos bajo determinadas condiciones, como por ejemplo los fenómenos de baja energía. Ninguna teoría puede describir todos los aspectos del universo.

Los teóricos de cuerdas ahora creen que las cinco teorías de cuerdas diferentes son simplemente aproximaciones diferentes de una teoría más fundamental conocida como teoría M. [Nadie parece saber qué significa la M aquí. Podría ser un gurú, un milagro, un misterio o ambos. Aunque la gente todavía está tratando de comprender la naturaleza de la teoría M, parece poco probable que surja la tan esperada teoría definitiva única. Para describir todo lo que hay en el universo, se deben elegir diferentes teorías según las diferentes situaciones. Por tanto, la teoría M no es una teoría única en el sentido habitual, sino una red compuesta de muchas teorías. Algo así como un mapa. Para registrar fielmente toda la Tierra en un mapa plano bidimensional, se debe utilizar un conjunto de mapas, cada uno de los cuales cubre sólo un área limitada. Estos mapas se superpondrán entre sí y, en estas áreas superpuestas, diferentes mapas mostrarán los mismos accidentes geográficos. Del mismo modo, diferentes teorías dentro de la familia de teorías M pueden parecer muy diferentes, pero todas pueden considerarse versiones de la misma teoría subyacente. Todos predicen los mismos fenómenos, donde sus áreas de aplicación se superponen, pero ninguna teoría puede cubrir todos los casos.

Cada vez que desarrollamos un modelo para describir el mundo y encontramos que es tremendamente exitoso, decimos que la teoría describe la "realidad" o la verdad absoluta. Pero al igual que el ejemplo del pez dorado, la teoría M muestra que la misma escena física puede describirse mediante diferentes modelos, cada uno con un conjunto diferente de elementos y conceptos básicos. Quizás, para describir el universo entero, tengamos que utilizar diferentes teorías en diferentes situaciones. Cada teoría puede entender la "realidad" de manera diferente, pero según el realismo basado en modelos, esta diversidad de "realidad" es aceptable y no se puede decir que ninguna "realidad" sea más real que otras. Ésta no es la teoría unificada que los físicos esperan en el sentido tradicional y está lejos de la "realidad" que entendemos todos los días. Pero ésta puede ser la verdadera naturaleza del universo.