sistemas formales y Naturaleza

Los sistemas formales sirven para poder  solucionar problemas y predecir las soluciones. En general son útiles para entender un entorno.

Un sistema formal que sirva para entenderse a si mismo o entender a otro sistema formal, habitualmente lo consideramos un “juego”… el ajedrez, el backgammon, son algunos de los cientos de juegos… la macroeconomía o la misma estadística podríamos decir que son este tipo de formalidades cuyo objetivo es “entenderse a si mismos” (el bucle de una formalidad de otra formalidad).

La filosofía y la matemática intentan resolver “todos los problemas”, y por lo tanto abarcan al universo y a esta otra zona a la que llamamos juegos (siempre en el sentido amplio). Sin embargo, entre todas las posibilidades del uso de estos sistemas formales hay uno que destaca notablemente y es el entender a la propia Naturaleza… el universo mismo.

Entender el universo creo que es el objetivo formal mas importante, aunque no sea un objetivo “total”, pues hay juegos que no se deducen directamente de éste, sino que tienen reglas propias que nada tiene que ver con la Naturaleza. El movimiento del caballo en ajedrez es un fenómeno que no es Natural sino que nace de una definición normativa (axioma), como lo es también el tempo de respuesta de un sistema informático a una bajada en la cotización bursátil, que es una norma esencial en la previsión de órdenes de compra y de venta en las mesas de negociación de una entidad financiera que gestione fondos de inversión o de pensiones.

En este blog, sin embargo, no estamos interesados en aquellos escenarios creados por cosa distinta que no sea la Naturaleza misma, es decir que los sistemas de axiomas y las normas ya provengan de un juego, ya sean consecuencia de las limitaciones tecnológicas humanas, o ya sean producto de procesos estadísticos quedan fuera de nuestro ámbito de interés.

El objetivo de este blog es encontrar un sistema formal que emule lo que hace la Naturaleza, encontrar un modelo que pueda explicar y predecir todos los fenómenos que observamos en ella.

El objetivo es ambicioso, sin embargo no tenemos otro. La estrategia es la de mirar desde una altura suficiente como para poder divisar todas las partes de esta ciencia, todos los fenómenos que se presentan en ella y todos los escenarios posibles en donde hoy se calculan predicciones e intentar ver cual es la perspectiva correcta para que se vea el conjunto. Encontrar una manera razonable de poder mirarlas todas juntas…

… en el caso de no encontrarla, el objetivo sigue siendo intentar ver “por donde” se puede intuir que hay mas facilidad para obtener tal perspectiva.

En todo caso, un intento de unificación de físicas y fuerzas creo que es como tener un puzzle con un muchas fichas sin saber cual va a ser el dibujo al que corresponde la foto final… !

Tener una mentalidad abierta a “cualquier” posibilidad es, seguro seguro (sin repetición), una de las condiciones “necesarias” para el éxito. Y estar preparado para llegar a conclusiones erróneas es, con la misma seguridad, una situación que habrá que saber negociar.

La experiencia nos dice con toda seguridad que esa foto final no la vamos a poder ver hasta que no hallamos juntado las piezas del puzzle siquiera mentalmente. La historia nos dice que las soluciones que nos depara la ciencia son “impensables”, pero no un impensable en el sentido eufemístico, metafórico o poético, sino un impensable en el sentido literal, matemático, exacto.

La teoría heliocéntrica, la teoría de las especies o el descubrimiento del ADN no dieron soluciones intuitivas, sino en contra de toda intuición (quien hubiera dicho que cada célula de nuestro cuerpo tiene un D.N.I. con nuestro código completo ?)… sería poco sensato pensar en una solución sensata (sea correcta la redundancia o no lo sea), o fácil a la hora de unificar la física, o la manera de acercarse a ella. La frase de Einstein “… resulta mas fácil desintegrar un átomo que superar un perjuicio…” atiende a lo mas complejo del aspecto científico: encontrar un modelo que sirva para predecir los fenómenos estudiados, y sin embargo no hay manera de evadirse de esta tarea en la que seguro iremos en contra de nuestras ideas (perjuicios) con la consiguiente violencia hacia nosotros mismos.

Creo que la matemática actual (en su conjunto) no tiene el objetivo concreto de “entender” el universo, sino el de “solucionar” problemas concretos. Esto hace de ella una ciencia con resultados espectaculares y que, sin embargo, le puede costar adaptarse a un universo menos interesante que las posibilidades que nos da la teoría de números, el cálculo, o las geometrías juntas. Por poner un ejemplo, de todas las geometrías posibles, solo habrá una que sea correcta (!). Es evidente que las matemáticas son más amplias de lo que es la propia Naturaleza pues los números negativos, los imaginarios o los infinitos… incluso la “recta” misma no parecen, incluso se podría decir que no son, de este mundo.

Las “formalidades” que consideramos en el blog son aquellas que tienen opciones de emular al propio universo, sus leyes y sus fenómenos. La pretensión es la de encontrar un formalismo en donde quepan todas las manifestaciones de la Naturaleza de manera que la descripción de ésta sea completa.

Una de las conclusiones a las que he llegado es la dificultad de tener éxito mediante la aplicación matemática de una teoría (o ley) ya existente como las ecuaciones de campo de Einstein, de la misma manera que hubiera sido imposible encontrar la Relatividad mediante la aplicación de las ecuaciones de Newton. Es necesario un planteamiento “novedoso”. No solo es necesario el método inductivo, sino que es necesario plantear una hipótesis, un modelo con el que generar nuevas predicciones para contrastarlas con la realidad.

Para avanzar, lo mas fructífero parece ser el “contrastar” unos modelos (válidos parcialmente) con otros (válidos en otras cuestiones locales), para encontrar un “ajuste” o un lugar común que nos de la perspectiva correcta por irracional que parezca. La relatividad siguió este patrón incluida la aparente irracionalidad de sus conclusiones.

  • Maxwell lo consiguió contrastando electricidad y magnetismo
  • Lo consiguió Einstein contrastando a Newton con Maxwell

La física cuántica ha sido la última en aparecer en el escenario y parece que será la piedra de toque para una solución de unificación. Contrastar la física clásica (relativista) con la física cuántica y e intentar descubrir ese “lugar común” entre ellas parece ser el paso necesario para avanzar.

Creo que es necesario encontrar donde intersectan lo “clásico” con los dos fenómenos cuánticos elementales: el cuanto (h) y la dualidad.

…es el cuanto algo que se pueda deducir de manera clásica y, …como podemos hacer pasar a un objeto sólido por dos ranuras a la vez, son dos preguntas que hemos de saber contestar !

Mientras no contestemos a estas dos preguntas (por rara que nos parezca la respuesta) no creo que podamos encontrar esa perspectiva que nos oriente en la unificación de la física.

Una posible respuesta a estas preguntas está dada en la teoría Particional:

  1. El cuanto (h) es la energía de una órbita del electrón de cortejo alrededor del protón nuclear cuando el radio es el radio de Bohr.
  2. Por donde pasa el electrón?  siendo un objeto puntual y único, pasa por ambas rendijas al no existir un espacio tridimensional de Euclides (con o sin variaciones de Riemann), sino una estructura matricial de relaciones entre todas las partículas. Lo que hace que las trayectorias sean de Maupertuis guiadas por el principio de mínima acción, de tal manera que ante dos trayectorias equivalentes (simétricas) cualquier partícula simple (sin estructura), y electrones y fotones lo son, trazan ambas a la vez (interfiriéndose en el proceso).

Los pormenores de ambas soluciones son expuestos en la teoría. Por que el radio del electrón de cortejo es el que es (equilibrio entre la electricidad y el magnetismo generado por las corrientes dentro del protón), o el porqué cuando observamos al electrón, éste deja de interferir consigo mismo (lo perturbamos haciendo que las trayectorias dejen de ser equivalentes… cambiando la integral de Mapertuis).

Resulta evidente que las dificultades son enormes, sin embargo la teoría pretende encontrar un camino (un modelo) donde “quepan” todos los fenómenos observados. O por lo menos que las dificultades que surgen de ella no sean mayores de las que actualmente tiene la física en cada una de esas parcelas de estudio.

Así podemos ver que para la validez de la teoría particional es necesario que no haya expansión del universo. Es necesario que haya habido un inicio, pero no que éste lo haya sido en un punto concreto donde se concentraba todo el universo (singularidad). De manera que la radiación de fondo sigue siendo necesaria, y el efecto del desplazamiento al rojo también si consideramos que una matriz “obliga” a la curvatura del espacio (cambio gradual de la densidad de éste). Pero el desplazamiento hacia el rojo será directamente proporcional a la distancia a causa de “la distancia misma” (y no de su expansión) y la razón de la temperatura de la radiación de fondo se corresponda con el “origen en el tiempo” del universo siendo su causa la energética formación de los protones: como consecuencia del equilibrio de dos positrones y un electrón en el origen de los tiempos y la consecuente emisión de fotones energéticos.

La propia radiación de fondo y la composición de sus temperaturas siguen una función idéntica a la de un cuerpo negro… lo que arroja la necesidad de que el universo actúe como tal, no dejando escapar a los fotones, sino confinando aestos en un universo cerrado (curvo a modo de esfera de Poincaré). Esta curvatura sería la responsable del desplazamiento al rojo y coincidiría directamente con la distancia, tal y como hoy se acepta la ecuación de la constante de Hubble.

Es decir que los fenómenos actuales han de tener una explicación alternativa.

Así tenemos que la astrofísica actual basa todos sus cálculos del big bang en el proceso del desplazamiento al rojo y que la expansión del universo lejos de ser una teoría “sin mácula” arroja una serie de explicaciones (matemáticas o “ad hoc”) que distan de ser un mar en calma: la teoría de la inflación, la isotropía del universo, la energía oscura con la aceleración de la expansión, la perspectiva de una muerte del universo por enfriamiento como “solución final”, etc… arrojan dudas razonables donde tienen cabida otras explicaciones alternativas. La propia curvatura del espacio hace necesario que primero exista un espacio euclídeo que después desaparezca como tal hasta ser cerrado y esas dos explicaciones de un solo fenómeno casan mal con las leyes de Okham.

En lo cuántico las dificultades se multiplican: la incoherencia de los números cuánticos abre cualquier posibilidad para intentar ordenarlos de una manera lógica, recursiva o mínimamente sistemática. El hecho de ser una ciencia de carácter probabilista es una dificultad que muchos (el autor de este blog entre ellos) consideran insalvable… la caja cerrada del gato de Schrödinger parece que está cerrada precisamente para que no podamos mirar dentro. Los infinitos de los cálculos han generado los diagramas de Feynman y a las matemáticas de Kaluza-Klein con una estética tan nueva como anti intuitiva. El colapso de onda, el efecto túnel, el experimento de Young, los gluones o la manera en que los quarks cambian de color o sabor, las simetrías de las partículas elementales, por no hablar de la generación de la materia y la partícula de Higgs son otros “huecos” en donde la teoría cuántica resulta extremadamente incoherente e incompatible con otras partes de la física… en su actual estado no se puede llevar a cabo una perspectiva reduccionista que es, precisamente, la manera de entender la Naturaleza por gran parte de la comunidad científica.

Eso sí, cualquier modelo unificador no ha de sumar mas dificultades de las soluciones que aporta.

el sistema formal propuesto (una partición estructurada matricialmente) pretende emular a la Naturaleza en su totalidad, unificando a las fuerzas (gravedad, electricidad y nucleares) y unificar las físicas (clásica-relativista y cuántica), dejando fuera de su objetivo la resolución de otros problemas y juegos (en el sentido amplio)

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