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Secciones: Ciencia -  Marxismo

Título: Tiempo, espacio y moción - La teoría de la relatividad. Por Alan Woods y Ted Grant- Enlace 1 - Enlace 2

Texto del artículo:

Magnífico artículo aparecido en la web de la Fundación Federico Engels
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Autores Alan Woods y Ted Grant

Parte Dos: Tiempo, espacio y moción
7. La teoría de la relatividad (y 3)


Interpretaciones idealistas

‘‘Había una jovencita llamada Bright
cuya velocidad era más rápida que la luz;
partió algún día
de forma relativa
y volvió a casa la noche anterior".
(A. Buller, Punch, 19 diciembre 1923)

De la misma manera que con la mecánica cuántica, la relatividad ha sido utilizada por los que quieren introducir el misticismo en la ciencia. Se utiliza "relatividad" en el sentido de que no podemos conocer realmente el mundo. Como explica J. D. Bernal:

"Sin embargo, es igualmente cierto que el efecto del trabajo de Einstein, fuera de los estrechos campos especialistas a los que se puede aplicar, fue de mistificación general. Se aferraron a Él ardientemente los intelectuales desilusionados después de la Primera Guerra Mundial para ayudarse a no enfrentarse a la realidad. Sólo tenían que utilizar la palabra ‘relatividad' y decir ‘Todo es relativo', o ‘Depende de lo que quieras decir'".40

Esta es una mala interpretación de las ideas de Einstein. De hecho la misma palabra "relatividad" es un nombre inapropiado. El propio Einstein prefería llamarla teoría de la invariancia que da una idea mucho mejor de lo que quería decir la idea exactamente opuesta a la idea vulgar de la teoría de la relatividad. Es totalmente falso que para Einstein "todo es relativo". Para empezar, la energía en reposo (es decir la unidad de materia y energía) es uno de los absolutos de la teoría de la relatividad. El límite de la velocidad de la luz es otro. Lejos de una interpretación arbitraria y subjetiva de la realidad, en la que una opinión es tan buena como otra, y "todo depende de como lo mires", Einstein "descubrió lo que era absoluto y fiable a pesar de la confusión aparente, ilusiones y contradicciones producidas por las mociones relativas o la acción de la gravedad".41

El universo existe en un estado de cambio constante. En ese sentido nada es "absoluto" o eterno. Lo único absoluto es la moción y el cambio, el modo básico de existencia de la materia ¾ algo que Einstein demostró de manera concluyente en 1905¾ . Tiempo y espacio, como modos de existencia de la materia son fenómenos objetivos. No son simplemente abstracciones o nociones arbitrarias inventadas por humanos (o dioses) para su propia conveniencia, sino propiedades fundamentales de la materia, que expresan su universalidad.

El espacio es tridimensional pero el tiempo sólo tiene una dimensión. Con perdón a los que hacen películas en las que se puede "regresar al futuro", sólo es posible viajar en una dirección en el tiempo, del pasado al futuro. Hay tantas posibilidades de que un astronauta vuelva a la tierra antes de nacer, o de que un hombre se case con su bisabuela, como de que sean ciertas cualquiera de las otras entretenidas pero ridículas fantasías de Hollywood. El tiempo es irreversible, lo que quiere decir que todos los procesos materiales se desarrollan en una sola dirección ¾ del pasado al futuro¾ . El tiempo es simplemente una manera de expresar el movimiento real y el estado cambiante de la materia. Materia, moción, tiempo y espacio son inseparables.

La limitación de la teoría de Newton era el considerar espacio y tiempo como dos entidades separadas, una al lado de la otra, independientes de la materia y la moción. Hasta el siglo XX los científicos identificaban el espacio con el vacío ("nada") que era visto como algo absoluto, es decir una cosa incambiable, siempre y en todas partes. Estas abstracciones vacías han sido desacreditadas por la física moderna, que ha demostrado la relación profunda entre tiempo, espacio, materia y moción. La teoría de la relatividad de Einstein establece firmemente que el tiempo y el espacio no existen en y por sí mismos, aislados de la materia, sino que son parte de una interrelación universal de fenómenos. Esto se transmite con el concepto de un espacio-tiempo integral e indivisible, respecto al cual el espacio y el tiempo son vistos como aspectos relativos. Una idea controvertida es la predicción de que un reloj en movimiento marcaría el tiempo más lentamente que uno estacionario. Sin embargo es importante entender que este efecto sólo es apreciable a velocidades increíblemente grandes que se acerquen a la de la luz.

Si la teoría general de la relatividad de Einstein es correcta, entonces existiría la posibilidad teórica de viajar distancias inimaginables a través del espacio. Teóricamente sería posible que el ser humano sobreviviese miles de años en el futuro. Toda la cuestión gira alrededor de si los cambios observados en la velocidad de los relojes atómicos se aplican también a la velocidad de la propia vida. Bajo el efecto de una fuerte gravedad, los relojes atómicos corren más de prisa que en el espacio vacío. La cuestión es si las complejas interrelaciones de las moléculas que constituyen la vida se pueden comportar de la misma manera. Isaac Asimov, que sabe algo de ciencia ficción escribió: "Si el tiempo realmente se ralentiza con la moción, uno podría hacer un viaje incluso a una estrella distante durante su propia vida. Pero por supuesto uno tendría que despedirse de su propia generación y volver al mundo del futuro".42

El argumento para esto es que la velocidad de los procesos vivos está determinada por la velocidad de la acción atómica. Así, bajo el efecto de una fuerte gravedad el corazón latiría más lentamente, y los impulsos cerebrales también se ralentizarían. De hecho toda energía disminuye en presencia de la gravedad. Si los procesos se ralentizan también se prolongan más en el tiempo. Si una nave espacial fuese capaz de viajar a velocidades cercanas a la de la luz, se vería el universo pasando como una exhalación, mientras que para los que estuvieran dentro, el tiempo continuaría "normal", es decir a una velocidad mucho menor. La impresión sería que el tiempo de fuera se habría acelerado. ¿Es esto correcto? ¿Estaría en realidad viviendo en el futuro, en relación a la gente de la tierra, o no? Einstein parece responder a esta pregunta afirmativamente.

De este tipo de especulaciones surgen todo tipo de ideas místicas ¾ como por ejemplo saltar a un agujero negro y aparecer en otro universo¾ . Si existen los agujeros negros, y esto no está definitivamente demostrado, todo lo que habría en el centro serían los restos colapsados de una estrella gigante, no otro universo. Cualquier persona real que entrase sería hecha añicos inmediatamente y convertida en energía pura. Si esto es lo que se considera pasar a otro universo, entonces que los defensores de estas ideas hagan la primera excursión. En realidad esto es pura especulación del tipo más infantil, por entretenido que pueda ser. Toda la idea del "viaje en el tiempo" inevitablemente acaba en una masa de contradicciones, no dialécticas sino absurdas. Einstein estaría sorprendido de las interpretaciones místicas que se hacen de sus teorías, implicando nociones como viajes de ida y vuelta adelante y atrás en el tiempo, alterando el futuro, y otros sin sentidos por el estilo. Pero Él mismo tiene una parte de responsabilidad por esta situación debido al elemento idealista en su punto de vista, especialmente en la cuestión del tiempo.

Demos por supuesto que un reloj atómico va más rápido a grandes alturas que a nivel del suelo, debido al efecto de la gravedad. Supongamos que este reloj, cuando vuelve a la tierra es una 50 mil millonésima más viejo que los relojes equivalentes que se han quedado en la tierra. ¿Significa esto que un hombre que viajase en el mismo vuelo ha envejecido igualmente? El proceso de envejecimiento depende de la tasa de metabolismo. Esta está parcialmente influenciada por la gravedad, pero también por muchos otros factores. Es un proceso biológico complejo, y no es fácil ver como podría ser afectado fundamentalmente por la velocidad o por la gravedad, excepto que condiciones extremas de ambas pueden causar daños materiales en organismos vivos.

Si fuera posible ralentizar la tasa de metabolismo de la forma prevista de manera que, por ejemplo, el latido del corazón se reduciría a uno cada veinte minutos, el proceso de envejecimiento sería supuestamente correspondientemente más lento. De hecho es posible ralentizar el metabolismo por ejemplo con la congelación. Que este sea el efecto de viajar a grandes velocidades sin matar el organismo es una cosa que se puede poner en duda. Según la teoría bien conocida, este hombre del espacio, si consiguiese volver a la tierra, volvería al cabo de, digamos 10.000 años, y siguiendo con la analogía habitual presumiblemente estaría en condiciones de casarse con sus propios descendientes remotos. Pero nunca sería capaz de volver a su "propio" tiempo.

Se han hecho experimentos con partículas subatómicas (muones) que indican que partículas que viajan a 99,94 por cien de la velocidad de la luz prolongan su vida unas 30 veces, precisamente lo que predijo Einstein. Sin embargo está por ver si estas conclusiones se pueden aplicar a la materia a gran escala, y en concreto a la materia viva. Se han cometido muchos errores serios intentando aplicar resultados derivados de una esfera a otra área totalmente diferente. En el futuro pueden ser posibles viajes espaciales a grandes velocidades, quizás una décima parte de la velocidad de la luz. A esta velocidad, un viaje de cinco años luz tardaría cincuenta años (aunque según Einstein serían tres meses menos para aquellos que viajasen). ¿Será posible viajar a la velocidad de la luz, permitiendo así que los humanos lleguen a las estrellas? Ahora mismo esto parece una perspectiva remota. Pero hace cien años, un mero guiño en la historia, la idea de viajar a la luna se limitaba a las novelas de Julio Verne.



Mach y el positivismo



"El objeto sin embargo, es la auténtica verdad, es la realidad esencial; es, independientemente de si es conocido o no; sigue siendo incluso si no es conocido, mientras que el conocimiento no existe si el objeto no está allí". (Hegel)43

La existencia de pasado, presente y futuro está profundamente gravada en la conciencia humana. Vivimos ahora, pero podemos recordar acontecimientos pasados, y hasta cierto punto prever acontecimientos futuros. Hay un "antes" y un "después". Sin embargo algunos filósofos lo ponen en duda. Lo consideran como un producto de la mente, una ilusión. Desde su punto de vista, en ausencia de observadores humanos, no existe el tiempo, ni pasado, ni presente, ni futuro. Este es el punto de vista del idealismo subjetivo, una visión totalmente irracional y acientífica que sin embargo ha intentado basarse durante los últimos cien años en los descubrimientos de la física para dar respetabilidad a lo que fundamentalmente es una visión mística del mundo. Parece irónico que la escuela de filosofía que ha tenido un mayor impacto en la ciencia del siglo XX, el positivismo lógico, es precisamente una rama del idealismo subjetivo.

El positivismo es una visión estrecha que plantea que la ciencia se tendría que limitar a los "hechos observados". Los fundadores de esta escuela eran reacios a referirse a las teorías como verdaderas o falsas, sino que preferían describirlas como más o menos "útiles". Es interesante hacer notar que Ernst Mach, el auténtico padre espiritual del neo-positivismo, se oponía a la teoría atomista de la física y la química. Esta era la consecuencia natural del empiricismo estrecho de la visión positivista. En la medida en que el átomo no se puede ver ¿cómo puede ser que exista? Lo consideraban en el mejor de los casos como una ficción conveniente, y en el peor como una hipótesis inaceptable ad hoc. Uno de los co-pensadores de Mach, Wihem Ostwald, ¡intentó derivar las leyes básicas de la química sin la ayuda de la hipótesis atómica!

Boltzmann criticó duramente a Mach y los positivistas, al igual que Max Plank, el padre de la mecánica cuántica. Lenin sometió los puntos de vista de Mach y Richard Avenarius, el fundador de la escuela del empiriocriticismo, a una crítica demoledora en su libro Materialismo y Empiriocriticismo (1908). Sin embargo las ideas de Mach tuvieron un gran impacto y, entre otros, impresionaron al joven Albert Einstein. Partiendo de la idea de que todas las ideas tienen que sacarse de "lo dado", es decir, de la información proporcionada inmediatamente por nuestros sentidos, pasaron a negar la existencia del mundo material independientemente de la percepción sensorial humana. Mach y Avenarius se referían a los objetos físicos como "complejos de sensaciones". Así, por ejemplo, esta mesa no es más que un conjunto de impresiones sensoriales como dureza, color, masa, etc. Sin estas, planteaban, no sería nada. Por lo tanto la idea de la materia (en el sentido filosófico, es decir, el mundo objetivo trasladado a nosotros en forma de percepciones sensoriales) fue declarada sin sentido.

Como ya hemos planteado, estas ideas llevan directamente al solipsismo ¾ la idea de que sólo "yo" existo¾ . Si cierro los ojos, el mundo deja de existir. Mach atacó la idea de Newton de que tiempo y espacio son entidades absolutas y reales, pero lo hizo desde la posición del idealismo subjetivo. Increíblemente la escuela más influyente de la filosofía moderna (y la que ha tenido una mayor influencia sobre los científicos) se deriva del idealismo subjetivo de Mach y Avenarius.

La obsesión con "el observador" que es el hilo que recorre toda la física teórica del siglo XX se deriva de la filosofía del idealismo subjetivo de Ernst Mach. Tomando como punto de partida el argumento empírico de que "todo nuestro conocimiento se deriva de la percepción sensorial inmediata", Mach planteó que los objetos no pueden existir independientemente de nuestra consciencia. Llevado a su conclusión lógica, esto quiere decir, por ejemplo, que el mundo no podría haber existido antes de que hubiera gente presente para observarlo. De hecho no podría haber existido antes de que yo estuviese presente, ya que sólo puedo conocer mis propias sensaciones, y por lo tanto no puedo estar seguro de que exista otra consciencia.

Lo importante es que en un principio el propio Einstein fue impresionado por estos argumentos, que dejaron su marca en sus primeros escritos sobre la relatividad. Sin ninguna duda esto ha ejercido una influencia dañina sobre la ciencia moderna. Mientras que Einstein fue capaz de darse cuenta de su error e intentó corregirlo, los que han seguido servilmente a su maestro, han sido incapaces de separar la paja del grano. Como sucede a menudo los discípulos demasiado fervientes se convierten en dogmáticos. ¡Son más papistas que el Papa! En su autobiografía, Karl Popper demuestra claramente que en sus últimos años, Einstein se arrepintió de su idealismo subjetivo, u "operacionalismo", de sus primeros escritos que requería la presencia de un observador para determinar los procesos naturales:

"Es un hecho interesante el que el propio Einstein fue durante años un positivista y operacionalista dogmático. Más tarde rechazó esta interpretación: en 1950 me dijo que de todos los errores que había cometido del que más se lamentaba era de ese. El error asumía un forma realmente seria en su popular libro, Relatividad: la teoría especial y general. Allí dice ‘pediría al lector que no siguiese adelante hasta estar convencido de este punto'. El punto es, brevemente, que se tiene que definir la simultaneidad ¾ y definirla de manera operacional¾ y que de otra manera ‘me permitiría estar decepcionado cuando me imagino que soy capaz de dar un significado a la afirmación de simultaneidad’. O en otras palabras, un término tiene que ser definido operacionalmente o si no no tiene sentido. (Aquí tenemos en pocas palabras el positivismo más tarde desarrollado por el Círculo de Viena bajo la influencia del Tracatus de Wittgenstein, y de una manera muy dogmática)".

Esto es importante porque demuestra que Einstein al final rechazó la interpretación subjetivista de la teoría de la relatividad. Todo las sandeces sobre "el observador" como factor determinante no eran una parte esencial de la teoría, sino meramente un reflejo de un error filosófico como Einstein confirmó francamente. Desgraciadamente, esto no impidió a los seguidores de Einstein basarse en ese error, y ampliarlo hasta el punto en que parecía ser uno de los pilares básicos de la relatividad. Aquí encontramos el auténtico origen del idealismo subjetivo de Heisenberg:

"Pero muchos físicos excelentes", continua Popper, "estaban enormemente impresionados por el operacionalismo de Einstein, que consideraban (como hizo el propio Einstein durante mucho tiempo) parte integrante de la relatividad. Y de esta manera fue como el operacionalismo se convirtió en la inspiración de la comunicación de Heisenberg de 1925, y de su sugerencia ampliamente aceptada de que el concepto del rastro del electrón, o de su clásica posición-cum-momentum, no tenía sentido".44

El hecho de que el tiempo sea un fenómeno subjetivo, que refleja procesos reales en la naturaleza fue demostrado en primer lugar por las leyes de la termodinámica, elaboradas en el siglo XIX y que siguen jugando un papel fundamental en la física moderna. Estas leyes, especialmente tal y como las desarrollo Boltzmann, establecieron firmemente la idea no sólo de que el tiempo existe objetivamente, sino de que fluye en una sola dirección, del pasado al futuro. No se le puede dar la vuelta al tiempo, ni tampoco depende de ningún observador.

Boltzmann y el tiempo

La cuestión fundamental a la que hay que responder es: ¿Es el tiempo una característica objetiva del universo? ÀO es sólo algo puramente subjetivo, una ilusión de la mente, o simplemente una manera conveniente de describir cosas con las cuales no tiene ninguna relación? Esta última posición ha sido defendida, en mayor o menor grado, por toda una serie de escuelas de pensamiento, todas ellas estrechamente relacionadas con la filosofía del idealismo subjetivo. Mach, como hemos visto, introdujo este subjetivismo en la ciencia. El pionero de la ciencia de la termodinámica, Ludwig Boltzmann, le respondió decisivamente hacia finales del siglo XIX.

Einstein, bajo la influencia de Ernst Mach, trató el tiempo como algo subjetivo, que dependía del observador, por lo menos al principio, antes de darse cuenta de las dañinas consecuencias de este punto de vista. En 1905 en su comunicación sobre la teoría de la relatividad especial introdujo la noción de "tiempo local" asociado a cada observador separado. Aquí el concepto de tiempo contiene una idea tomada de la física clásica, la de que el tiempo es reversible. Esta es una noción bastante extraordinaria, y que contradice toda la experiencia. Los directores cinematográficos a veces recurren a un truco fotográfico en el que se pone a funcionar la cámara al revés, en el que ocurren las cosas más sorprendentes: la leche que fluye del vaso a la botella, coches y autobuses que van al revés, huevos que vuelven a su cáscara, etc. Nuestra reacción a todo esto es reírnos, que es precisamente lo que se pretendía. Nos reímos porque lo que vemos no sólo es imposible sino también absurdo. Sabemos que los procesos que estamos viendo no pueden ser invertidos.

Boltzmann entendió esta idea, y el concepto de el tiempo irreversible reside en el centro de su famosa teoría de la flecha del tiempo. Las leyes de la termodinámica representaron un ruptura importante en la ciencia, pero fueron objeto de controversia. Estas leyes no se podían reconciliar con las leyes de la física existentes a finales del siglo XIX. La segunda ley no se podía derivar de las leyes de la mecánica, ni de la mecánica cuántica, y de hecho representó una ruptura decisiva con las teorías anteriores de ciencia física. Plantea que la entropía se incrementa en la dirección del futuro, no del pasado. Denota cambio de estado en el tiempo que es irreversible. La noción de una tendencia a la disipación chocaba con la idea aceptada de que la tarea esencial de la física era reducir la complejidad de la naturaleza a leyes simples de la moción.

La idea de entropía, que en general se entiende como la tendencia de las cosas hacia una mayor desorganización y decadencia con el paso del tiempo, apoya totalmente lo que la gente siempre ha pensado: que el tiempo existe objetivamente y que es un proceso en una sola dirección. Las dos leyes de la termodinámica implican la existencia de un fenómeno conocido como entropía que se conserva en todos los fenómenos irreversibles. Su definición se basa en otra propiedad conocida como energía disponible. La entropía de un sistema aislado puede permanecer constante o incrementar, pero no disminuir. Uno de los resultados de esto es la imposibilidad de una "máquina de moción perpetua".

Einstein consideraba la idea del tiempo irreversible como una ilusión que no tenía cabida en la física. En palabras de Max Plank la segunda ley de la termodinámica expresa la idea de que en la naturaleza existe una cantidad que cambia siempre en el mismo sentido en todos los procesos naturales. Esto no depende del observador, sino que es un proceso objetivo. Pero el punto de vista de Plank estaba en franca minoría. La inmensa mayoría de los científicos, como Einstein, lo atribuían a factores subjetivos. La posición de Einstein sobre esta cuestión demuestra una de las debilidades centrales de su punto de vista al hacer depender procesos objetivos de un "observador" no existente. Este sin duda era el punto más débil de toda su visión, y por esa razón, es la parte que ha sido más popular para sus sucesores, que no parecen darse cuenta del hecho de que el propio Einstein cambió de idea hacia el final de su vida.

En física y matemática, la expresión del tiempo es reversible. Una "variante reversible en el tiempo" implica que las mismas leyes de la física se aplican igualmente en ambas situaciones. El segundo acontecimiento es indistinguible del primero y el flujo del tiempo no tiene preferencia por ninguna dirección en el caso de interacciones fundamentales. Por ejemplo, un película en la que dos bolas de billar chocan se puede pasar hacia adelante o hacia atrás, sin dar ninguna idea de la secuencia de tiempo real del acontecimiento. Se asumió que lo mismo era cierto para las interacciones a nivel subatómico, pero en 1964 se encontraron pruebas de lo contrario en interacciones nucleares débiles. Durante mucho tiempo se pensó que las leyes fundamentales de la naturaleza eran "simétricas en carga". Por ejemplo un antiprotón y un positrón se comportan igual que un protón y un electrón. Los experimentos han demostrado que las leyes de la naturaleza son simétricas si se combinan las tres características básicas ¾ tiempo, carga y paridad¾ . Esto se conoce como el "espejo CPT".

En dinámica, la dirección de una trayectoria dada es irrelevante. Por ejemplo una bola botando en el suelo volvería a su posición inicial. Por lo tanto cualquier sistema puede ir "hacia atrás en el tiempo", si todos los puntos implicados en Él son invertidos. Todos los estados por los que ha pasado anteriormente simplemente se volverían a repetir. En la dinámica clásica, los cambios como la inversión del tiempo (t ð -t) y la inversión de la velocidad (v ð -v) simplemente son tratados como equivalentes matemáticos. Este tipo de cálculos funcionan bien en sistemas simples cerrados, en los que no hay interacciones. En realidad, sin embargo, todo sistema está sujeto a muchas interacciones. Uno de los problemas más importantes de la física es el problema de los "tres cuerpos", por ejemplo, la moción de la luna está influenciada por el sol y la tierra. En la dinámica clásica, un sistema cambia según una trayectoria que está dada de una vez por todas, de la que nunca se olvida el punto de partida. La condiciones iniciales determinan la trayectoria en todo momento. Las trayectorias de la física clásica eran simples y determinísticas. Pero hay otras trayectorias que no son tan fáciles de trazar, por ejemplo, un péndulo rígido en el que un trastorno infinitesimal sería suficiente para que lo hiciese rotar u oscilar.

La importancia del trabajo de Boltzmann fue que estudió la física de los procesos, más que la física de las cosas. Su mayor logro fue demostrar como las propiedades de los átomos (masa, carga, estructura) determinan las propiedades visibles de la materia (viscosidad, conductividad termal, difusión, etc.). Sus ideas fueron atacadas duramente durante su vida, pero reivindicadas por los descubrimientos de la física atómica poco después de 1900, y el descubrimiento de que los movimientos azarosos de las partículas microscópicas suspendidas en un fluido (la moción de Brown) sólo se podían explicar en términos de la mecánica estadística inventada por Boltzmann.

La curva en forma de campana de Gauss describe la moción azarosa de las moléculas en un gas. Un aumento de la temperatura lleva a un incremento de la velocidad media de las moléculas y la energía asociada a su moción. Mientras que Clausius y Maxwell estudiaron esta cuestión desde el punto de vista de las trayectorias de las moléculas individuales, Boltzmann consideró la población de moléculas. Sus ecuaciones cinéticas juegan un papel importante en la física de los gases. Fue un avance importante en la física de los procesos. Boltzmann fue un gran pionero que fue tratado como un loco por el establishment científico. Al final fue empujado al suicidio en 1906, habiendo sido previamente obligado a retractarse de su intento de establecer el carácter irreversible del tiempo como una característica objetiva de la naturaleza.

Mientras que en la teoría de la mecánica clásica, los acontecimientos de la película descrita anteriormente son perfectamente posibles, en la práctica, no lo son. En la teoría de la dinámica, por ejemplo, tenemos un mundo ideal en el que cosas como la fricción y el choque no existen. En este mundo ideal, todas las variables implicadas en una moción dada están fijas al principio. No puede suceder nada que altere su curso. De esta manera llegamos a un punto de vista totalmente estático del universo, en el que todo se reduce a ecuaciones lineales uniformes. A pesar de los avances revolucionarios que la teoría de la relatividad posibilitó, Einstein, en el fondo, permaneció atado a la idea de un universo estático y armonioso ¾ lo mismo que Newton¾ .

Las ecuaciones de la moción de Newton o para el caso las de la mecánica cuántica no llevan incluida la irreversibilidad. Es posible pasar la película adelante o atrás. Pero eso no es cierto en la naturaleza en general. La segunda ley de la termodinámica predice una tendencia irreversible hacia el desorden. Plantea que la desorganización siempre se incrementa con el paso del tiempo. Hasta hace poco se pensaba que las leyes fundamentales de la naturaleza eran simétricas en el tiempo. El tiempo es asimétrico y se mueve en una sola dirección, del pasado hacia el futuro. Podemos ver fósiles, huellas digitales, fotografías, o escuchar grabaciones de cosas del pasado, pero nunca del futuro. Batir los huevos para hacer una tortilla o añadir azúcar y leche a una taza de café es relativamente fácil, pero no darles la vuelta a estos procesos.. El agua del baño transmite su calor al aire que la rodea, pero no viceversa.

La segunda ley de la termodinámica es la "flecha del tiempo". Los subjetivistas plantearon que procesos irreversibles como la afinidad química, la conducción de calor, la viscosidad, etc., dependerían del "observador". En realidad, son procesos objetivos, que tienen lugar en la naturaleza, y esto está claro para todo el mundo en relación a la vida y la muerte. Un péndulo (por lo menos en un estado ideal) puede volver a su posición inicial. Pero todo el mundo sabe que la vida de cada uno sólo se mueve en una dirección, de la cuna a la tumba. Es un proceso irreversible. Ilya Prigogine, uno de los principales teóricos de la teoría del caos, ha prestado mucha atención a la cuestión del tiempo. Cuando empezó a estudiar física en Bruselas, Prigogine recuerda que "estaba sorprendido por el hecho de que la ciencia tuviese tan poco a decir respecto al tiempo, especialmente en la medida en que su educación anterior se había centrado principalmente alrededor de la historia y la arqueología". En relación al conflicto entre la mecánica clásica (dinámica) y la termodinámica, Prigogine y Stengers escriben:

"Hasta cierto punto, existe una analogía entre este conflicto, y el que dio lugar la materialismo dialéctico. Hemos descrito una naturaleza que podría ser llamada "histórica", es decir, capaz de desarrollo e innovación. La idea de una historia de la naturaleza como una parte integral del materialismo fue planteada por Marx y, más detalladamente, por Engels. Los desarrollos contemporáneos en física, el descubrimiento del papel constructivo que juega la irreversibilidad, han planteado en las ciencias naturales una cuestión que los materialistas han planteado durante largo tiempo. Para ellos, la comprensión de la naturaleza significa comprenderla como capaz de producir al hombre y sus sociedades.

"Es más, en el momento en que Engels escribió la Dialéctica de la naturaleza, las ciencias físicas parecían haber rechazado el punto de vista mecánico del mundo y haberse acercado a la idea de un desarrollo histórico de la naturaleza. Engels menciona tres descubrimientos fundamentales: la energía y las leyes que rigen sus transformaciones cualitativas, la célula como componente básico de la vida, y el descubrimiento de Darwin de la evolución de las especies. Engels llegó a la conclusión de que la visión mecánica del mundo había muerto".

Contra la interpretación subjetiva del tiempo, los autores concluyen: "El tiempo fluye en una sola dirección, del pasado al futuro. No podemos manipular el tiempo, no podemos viajar al pasado".45

Relatividad y agujeros negros

El punto de vista de Einstein, a diferencia del de Newton, es que la gravedad afecta al tiempo porque afecta a la luz. Si nos podemos imaginar una partícula de luz en equilibrio al borde de un agujero negro, se quedaría suspendida indefinidamente, sin avanzar ni retroceder, sin perder ni ganar energía. En un estado como este, es posible argumentar que "el tiempo se detiene". Este es el argumento de los relativistas que proponen el agujero negro y sus propiedades. Esto se reduce a la idea de que si cesara toda la moción, entonces tampoco existiría el cambio de estado o de posición, y por lo tanto no habría tiempo en ningún sentido comprensible de la palabra. Una situación de este tipo supuestamente existe al borde de un agujero negro. Sin embargo esto parece una interpretación altamente especulativa y mística de un fenómeno, la existencia del cual, en sí misma, no está demostrada.

Toda la materia existe en un estado constante de moción y cambio, y por lo tanto, todo lo que se ha dicho aquí es que si la materia y la moción se eliminan, tampoco existe el tiempo, lo que es una completa tautología. Es lo mismo que decir: si no hay materia, no hay materia, o si no hay tiempo, no hay tiempo. Porque ambas afirmaciones significan precisamente lo mismo. Lo que es bastante extraño es que en la teoría de la relatividad no se puede encontrar una definición de lo que son el tiempo y el espacio. Einstein ciertamente se encontró con que eran difíciles de explicar. Sin embargo se acercó bastante cuando explicó la diferencia entre su geometría y la geometría clásica euclidiana. Dijo que nos podríamos imaginar un universo en el que el espacio no estuviese curvado, pero que estaría completamente desprovisto de materia. Esto claramente apunta en la dirección correcta. Después de todo el alboroto en relación a los agujeros negros es sorprendente ver como este asunto ni siquiera fue mencionado por Einstein. Se basó en un método riguroso, principalmente basado en matemáticas muy complejas, e hizo predicciones que podían ser verificadas mediante la observación y el experimento. La física de los agujeros negros, ante la ausencia de datos empíricos claramente establecidos tiene un carácter extremadamente especulativo.

A pesar de sus Éxitos, todavía existe la posibilidad que la teoría general de la relatividad sea incorrecta. A diferencia de la teoría de la relatividad especial, no se han hecho muchas pruebas experimentales. No existen pruebas concluyentes, a pesar de que hasta el momento no ha entrado en contradicción con los hechos observados. Incluso no está descartado que en el futuro se demuestre que la afirmación de la relatividad especial de que nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz, sea falsa.*

Se han planteado teorías alternativas a la de la relatividad, por ejemplo la de Robert Dicke. La teoría de Dicke predice una deflección de la órbita de la luna de varios metros hacia el sol. Utilizando tecnología láser bastante avanzada, el observatorio McDonald en Tejas no encontró ningún rastro de este desplazamiento. Pero no hay razón para pensar que ya se ha dicho la última palabra. Hasta ahora las teorías de Einstein han sido demostradas por diferentes experimentos. Pero la prueba constante de condiciones extremas más pronto o más tarde revelará un conjunto de condiciones no cubiertas por las ecuaciones, preparando el camino para nuevos descubrimientos que marquen una nueva Época. La teoría de la relatividad no puede ser el final de la línea, como no lo fueron la mecánica newtoniana, la teoría del electromagnetismo de Maxwell, ni ninguna teoría anterior.

Durante doscientos años, las teorías de Newton se tuvieron por absolutamente válidas. Su autoridad no se podía desafiar. Después de su muerte, Laplace y otros llevaron esas teorías hasta un extremo en que se convirtieron en absurdas. La ruptura radical con los viejos Absolutos mecanicistas era una condición necesaria para el avance de la física en el siglo XX. La nueva física estaba orgullosa de haber matado el ogro de lo Absoluto. De repente el pensamiento era libre de ir a reinos de los que hasta entonces no se había oído hablar. ¡Que tiempos aquellos! Sin embargo tanta felicidad no podía durar para siempre. En las palabras de Robert Burns:



"Pero los placeres son como amapolas:
agarras la flor, y se caen los pétalos".

La nueva física resolvió muchos problemas, pero sólo a costa de crear nuevas contradicciones, muchas de las cuales siguen sin resolverse hasta nuestros días. Durante la mayor parte del siglo, la física ha estado dominada por dos teorías imponentes: la relatividad y la mecánica cuántica. Lo que en general no se comprende es que estas dos teorías están en desacuerdo. De hecho son incompatibles. La teoría general de la relatividad no tiene en cuenta para nada el principio de incertidumbre. Einstein pasó la mayor parte de los últimos años de su vida intentando resolver esta contradicción pero no lo consiguió.

La teoría de la relatividad fue una gran teoría revolucionaria. También lo fue la mecánica newtoniana en su día. Sin embargo el destino de todas esta teorías es convertirse en ortodoxias, sufrir una especie de endurecimiento en las arterias, hasta que ya no son capaces de contestar las preguntas que surgen de la marcha de la ciencia. Durante mucho tiempo, los físicos teóricos se han contentado con basarse en los descubrimientos de Einstein, de la misma manera que la generación anterior se contentaba con poner toda su confianza en Newton. Y de la misma manera, son culpables de la pérdida de reputación de la relatividad general por leer en ella las nociones más absurdas y fantásticas, con las que su autor nunca había soñado.

Singularidades, agujeros negros en los que el tiempo se detiene, multiversos, un tiempo antes de que empiece el tiempo, sobre el que no se deben hacer preguntas, ¡Einstein se debe de estar revolviendo en su tumba! Todo esto se supone que se deduce de la relatividad general, y cualquiera que plantee la más mínima duda se enfrenta inmediatamente con la autoridad del gran Einstein. Esto no es mucho mejor que la situación que existía antes de la relatividad, cuando se utilizaba la autoridad de Newton en defensa de la ortodoxia existente. La única diferencia es que las nociones fantásticas de Laplace parecen extremadamente sensatas si las comparamos con la maraña incomprensible que escriben algunos físicos hoy en día. No se puede responsabilizar a Einstein, incluso menos que a Newton, por que a sus sucesores les guste tanto irse por las ramas, llegando a la reductio ad absurdem de la teoría original.

Estas especulaciones arbitrarias y sin sentido son la mejor prueba de la necesidad de una revisión profunda del marco filosófico de la física moderna. Porque aquí el problema es de método. No solamente se trata de que no sean capaces de dar respuestas. El problema es que ni siquiera saben cómo hacerse las preguntas correctas. Esta es una cuestión filosófica más que científica. Si todo es posible, entonces una teoría arbitraria (o más correctamente una suposición) es tan correcta como la siguiente. Se ha llevado todo el sistema hasta el borde de un punto de ruptura. Y para encubrir este hecho recurren a un tipo de lenguaje místico, en el que la oscuridad de la expresión no puede disfrazar la falta total de cualquier contenido real.

Esta situación es claramente intolerable, y ha llevado a un sector de científicos a empezar a cuestionarse las afirmaciones básicas sobre las que está funcionando la ciencia. Las investigaciones de David Bohm sobre la teoría de la mecánica cuántica, la nueva interpretación de Ilya Prigogine de la segunda ley de la termodinámica, el intento de Hannes Alfvén de desarrollar una alternativa a la astronomía ortodoxa del big bang, y sobretodo, el auge espectacular de la teoría del caos y la complejidad ¾ todo esto indica la existencia de un fermento en la ciencia¾ . Aunque es demasiado temprano para predecir el resultado de todo esto, parece lo más probable que estemos entrando en uno de esos períodos emocionantes en la historia de la ciencia, en los que surge un punto de vista totalmente nuevo.

Todo parece indicar que en un momento dado las teorías de Einstein serán sobrepasadas por una teoría más amplia que, conservando todo lo que sea viable en la relatividad, la corregirá y ampliará. En el proceso llegaremos ciertamente a una comprensión más equilibrada y verdadera de las cuestiones relacionadas con la naturaleza de tiempo, espacio y causalidad. Esto no significa una vuelta a la vieja física mecanicista, de la misma manera que el hecho de que ahora podamos conseguir la transformación de los elementos no significa una vuelta a las ideas de la alquimia. Como hemos visto, la historia de la ciencia muchas veces implica un retorno aparente a posiciones anteriores, pero a un nivel cualitativamente superior.

Una cosa sí podemos predecir con absoluta confianza: cuando finalmente surja la nueva física de entre el caos actual no habrá lugar para los viajes en el tiempo, multiversos, o singularidades que comprendan todo el universo en un sólo punto, sobre el que no se pueden hacer preguntas. Desgraciadamente esto hará mucho más difícil ganar grandes premios en dinero por dar credenciales científicas al Todopoderoso, un hecho que será de lamentar para algunos, pero que a largo plazo puede no ser una cosa negativa para el progreso de la ciencia.

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