"[...]el panorama general parece inclinarse pesadamente hacia un futuro lejano donde todo consiste en partículas estables aisladas: electrones, neutrinos y protones (a menos que los protones se desintegren). [...] la densidad de estas partículas irá a cero, y eventualmente cada una estará separada de todo lo demás por un horizonte cosmológico, haciéndolas incapaces de interactuar entre sí."
(John Baez, matemático en la Universidad Riverside de California)
El libro es imprescindible, ameno y muy instructivo como introducción al estudio de lo que la física moderna nos pueden decir sobre el vacío y la nada (cuántica), que es mucho. De hecho, el libro es tan bueno que me hizo reflexionar sobre todo lo que he ido aprendiendo desde que hace ya 8 años empezara a escribir en este blog. En este sentido, y aprovechando que el blog está a punto de alcanzar las 400.000 visitas, voy a intentar realizar un pequeño resumen esquemático de todo lo que he ido tratando en este tiempo:
Sobre la vida del hombre.
1) La vida subjetiva del hombre es en esencia dolor y sufrimiento; una lucha constante dirigida a satisfacer unos interminables deseos que tan pronto son resueltos son reemplazados por unos nuevos en un eterno ciclo sin fin. El hombre sabe claramente qué es lo que quiere (y lucha por ello con vehemencia) pero no sabe por qué quiere lo que quiere.
2) La fuente de estos subjetivos sentimientos y emociones de dolor y frustración es neurológica. El cerebro es un órgano evolutivo que se encarga mediante neurotransmisores de modificar y alterar nuestra conciencia con estas inquietudes e impresiones indeseables, al mismo tiempo que también mediante procesos bioquímicos se encarga de hacer llegar a nuestra conciencia qué es aquello que se supone que debemos querer.
3) Por lo tanto la conducta del hombre está siempre condicionada por estos procesos bioquímicos y cognitivos inconscientes (es decir, por una mecánica que acontece entre bambalinas y de la que sólo llega a nuestra consciencia el producto final: "quiero esto y no lo otro").
4) Por lo tanto, esa vocecita o impresión interna (como diría David Hume) que aparece ante nuestra conciencia no es más que el fruto de un proceso neurológico inconsciente y constante. El hecho de que nosotros podamos hacer "lo que queramos" pero que no podamos desear qué es lo que queremos (una de las tesis del filósofo Schopenhauer), se demuestra así por el hecho de que lo que debemos desear es algo que viene impreso en las redes neuronales de nuestro cerebro.
5) El cerebro, junto con el resto del sistema nervioso del hombre, son órganos que han aparecido gradualmente por un proceso evolutivo dirigido fundamentalmente por la selección natural. Así pues este órgano, como cualquier otro órgano funcional, está finamente adaptado para lograr los dos objetivos fundamentales de la vida: la supervivencia y reproducción del cuerpo que lo posee.
6) Por lo tanto el hombre debe desear aquello que favorece con mayor probabilidad su supervivencia y reproducción. De esta manera el sistema neuroendocrino se ocupa de manera autónoma y subconsciente de dirigir nuestras acciones hacia objetivos favorables a estas dos metas de la vida. La fuente de nuestros deseos es pues natural y evolutiva: todo lo que ponga en peligro esta finalidad será reprimido con frustración y dolor, y todo lo que aporte a su favor es recompensado con una buena dosis de dopamina.
Conclusión) El eterno ciclo de lucha en que nos vemos envuelto desde el nacimiento es una iteración natural compartida por el resto de seres vivos. Todos los seres vivos "quieren" lo mismo, más bien lo único: sobrevivir y reproducirse. Y el resto de objetivos y finalidades que muchos ponen sobre los hombros del ser humano son meras retóricas o, como diría Carlos Castrodeza: "ruido metafísico maquillado de lenguaje enjundioso". De manera que el hombre subjetivamente sufre y lucha de continuo por satisfacer unos deseos y necesidades que son mera representación racional (a posteriori) fruto de procesos cognitivos inconscientes autónomos y programados evolutivamente. En el fondo se trata de afanarse por sobrevivir y punto.
1) Nuestro nivel de raciocinio es quizás, junto con el bipedismo, el rasgo que más nos distingue del resto de animales. No obstante tanto la razón como la consciencia en sí no pueden ser más que unos productos evolutivos como otros cualquiera.
2) Y como productos evolutivos que son deben basar su existencia plenamente en el hecho de que posean una completa funcionalidad adaptativa que favorezca una eficiente supervivencia y reproducción. Esta es su razón de ser, y su verdadera (y única) función.
3) Mediante la razón el ser humano es capaz de prever con gran eficiencia los fenómenos por venir de manera que puede planear y actuar en consecuencia (hasta cierto punto). No obstante los grados de libertad que nos permite el mundo son muy limitados y la moderna neurología nos enseña que una gran parte de nuestros actos vienen ya decididos por procesos cognitivos inconscientes (y por lo tanto instintivos e irracionales), siendo la razón luego una mera intérprete que se encarga de racionalizar ante la conciencia lo que ya hemos decidido a priori sin que medie su consentimiento.
4) Son por lo tanto casos muy concretos y específicos aquellos en los cuales la razón toma realmente el mando. Sin embargo aún en estas situaciones nuestra libertad de acción está coartada por nuestra capacidad para prever las consecuencias de nuestras conductas; es decir, por el hecho de saber a priori si cierta acción nos reportará un sentimiento agradable o desagradable. De esta manera antes de decidir qué hacer, ya sabemos de antemano el efecto bioquímico (al corto, medio y largo plazo) que vendrán acompañando a cada una de las alternativas a nuestra disposición.
5) Como resultado finalmente todos acabamos actuando en la búsqueda de la mayor cantidad de dopamina (hedonismo más o menos consciente), y evitando en lo posible toda impresión de frustración y dolor psicológico. La razón a la hora de acordar qué hacer es por tanto prisionera del sistema neuroendocrino o de los heurísticos inconscientes (según sea el caso): y este es precisamente el modo en que la evolución logra que no nos salgamos de la vereda y se acaten siempre los mandamientos naturales.
Conclusión) La razón tiene mucho menos peso en nuestra conducta diaria de la que damos por sentado. Como ya aventuró primero Sigmund Freud, y hoy día casi por unanimidad la comunidad científica (los neurólogos), una gran parte de nuestra toma de decisiones provienen de procesos cognitivos neuronales inconscientes, de los que la consciencia es mera espectadora que ve lo que se le induce (a posteriori) a ver. Por lo tanto la razón tiene por una parte una función justificadora ante nuestros actos y decisiones no conscientes (debe imaginar e inventar ante la consciencia razones sobre por qué hemos hecho tal o cual cosa), y por otra parte ante situaciones muy complejas también a veces forma parte activa de la toma de decisiones; aunque lo hace muy coaccionada por la reacción bioquímica que prevé que tendrá el cerebro ante la situación que pueda desencadenar nuestros actos. Así pues la razón está absolutamente al servicio de los fines evolutivos de supervivencia y reproducción. Es más, se puede decir que es precisamente por poseer todavía una clara funcionalidad adaptativa por lo que siguen permaneciendo y existiendo en el acervo génico seres racionales (aunque nada garantiza que la razón algún día deje de ser circunstancialmente funcional y simplemente desaparezca tal como apareció). Podemos decir a modo de resumen que la razón NO nos diferencia en esencia del resto de seres vivos. Somos un eslabón más del reino animal con ciertas características novedosas (que ya otros animales del género Homo poseyeron en el pasado antes de extinguirse, por cierto), pero que no obstante como especie (tanto a nivel individual como social y pese a la razón) compartimos con el resto de seres vivos la única meta vital posible: la supervivencia y la reproducción...y punto.
Uno de los libros más interesantes que he leído últimamente ha sido "Evolución Cósmica: El aumento de la complejidad en la naturaleza", de Eric Chaisson. Este tipo de obras, junto con estudios muy recientes como el realizado por el físico Jeremy England (entre muchos otros), llevan a pensar sobre la vida del modo siguiente:
1) Lo que conocemos como vida es un fenómeno tan natural como otro cualquiera. No tiene nada de especial y se ve que es un estado organizado de la materia que surge espontáneamente en cuanto se dan las circunstancias físico-químicas adecuadas.
2) Lo vivo y lo inerte no se diferencian así en esencia en nada, siendo su aparente desigualdad fenoménica fruto de un proceso natural que tiende siempre a llevar la complejidad estructural de la materia al nivel de eficiencia que dadas las circunstancias maximicen el consumo de lo que se llama en física energía libre. Es decir, que todo sistema fuera del equilibrio térmico tiende de manera natural a evolucionar hacia estados donde el aumento de entropía es máximo.
3) Dadas las circunstancias químicas adecuadas llega un momento en que la organización material que más y mejor consume estas divergencias de potencial preexistentes consiste en replicar en el tiempo ciclos periódicos de muy diversa índole.
4) Existen ciclos "inertes" como los huracanes, los ríos, la climatología en general, etc.; y luego existen ciclos más complejos que conforman la vida (la biosfera). Este ciclo vital no es más que la repetición continua de complejos procesos materiales que tienen la facultad de ser capaces de almacenar la información necesaria para replicar con mucha fidelidad su propia estructura.
Conclusión) El mundo físico "busca" consumir y degradar siempre al mayor ritmo posible la energía de calidad disponible en su ser de manera que el aumento de entropía lleve globalmente al Universo al estado que contenga la mínima cantidad de gradientes (o diferencias) de potencial. En nuestro caso el Sol constituye una fuente continua de energía (fotones muy energéticos) que hacen de nuestro planeta un entorno abierto y lejos del equilibrio térmico. Y es este hecho, junto con la química tan especial que contiene la Tierra, lo que llevó a que casi desde su formación (hace más de 4 mil millones de años) se formasen estructuras muy complejas capaces de repetir un ciclo (construcción-destrucción) no sólo de manera muy eficiente, sino con la capacidad de mantener fielmente en cada iteración del ciclo ésta eficiencia (e incluso mejorarla mediante pequeñas variaciones aleatorias: evolución biológica). Por lo tanto lo vivo y lo inerte son fenómenos que no se diferencian en esencia en nada sustancial salvo en esta fidelidad replicativa y en el grado de eficiencia devorando energía alcanzado gracias a la misma...y nada más. Es en realidad mucho menos de lo que pensamos lo que distingue físicamente pongamos a un huracán y una persona: en realidad la única diferencia es nuestra mayor capacidad media por unidad de masa y tiempo para consumir energía libre dadas las circunstancias.
Sobre el futuro.
1) La moderna cosmología tiene muy claro cómo va a acabar eso que entendemos como nuestro Universo (porque realmente no sabemos si hay o no más de uno). En resumen, y grosso modo, sabemos que la vieja idea (que todavía se creía a principios del siglo XX) de un Universo eterno y estático es errónea. Nuestro Universo no es estático y no es eterno, lo que significa que tuvo un origen y tendrá un final.
2) El origen de nuestra realidad aconteció en lo que se conoce como Big Bang fruto de una fluctuación en el vacío cuántico. Se conocen hoy día muchos más detalles sobre este proceso de lo que la gente piensa, gracias sobre todo a la física de partículas (modelo estándar) y a la cosmología (modelo inflacionario). Sea como fuere, si el origen de nuestro mundo se conoce bastante bien (y luego lo veremos con más detalles), mejor aún se conoce su destino.
3) Descartada la opción estática e inmutable (cosa que le costó reconocer incluso al propio Albert Einstein), queda únicamente la posibilidad de la expansión o la contracción del espacio-tiempo.
4) Según todas las observaciones astronómicas y las propuestas cosmológicas, el Universo se expande de hecho aceleradamente. Las galaxias se separan unas de otras con una velocidad cada vez mayor hasta que la separación relativa supera la máxima velocidad de la luz por lo que quedan aisladas físicamente para siempre.
5) Este aislamiento supone la aparición de horizontes donde la comunicación es imposible entre las partes. Ya hoy día miles de millones de galaxias han escapado y siguen escapando cada segundo al traspasar el horizonte cosmológico que nuestra posición relativa en la Tierra supone.
6) En un futuro no demasiado lejano (equivalente a la edad actual del Universo, unos 13.800 millones de años) todo en el Universo habrá sobrepasado un horizonte cósmico, por lo que desde nuestro planeta no podremos acceder físicamente de ningún modo a los billones de galaxias que hoy día sí vemos a nuestro alrededor. Nuestra galaxia habrá quedado pues aislada por completo y no tendremos modo alguno de observar o contactar con algo que esté más allá de la Vía Láctea.
7) Pero no sólo quedaremos aislados del resto de la realidad que ahora vemos, sino que incluso las estrellas de nuestra Vía Láctea poco a poco irán agotando su combustible hasta acabar convertidas en agujeros negros, enanas marrones, y otros cuerpos celestes "inertes" (en cuanto a que se encontrarán en equilibrio térmico).
8) Finalmente también los agujeros negros se evaporan debido a la radiación de Hawkins y los planetas y objetos celestes remanentes de las antiguas estrellas en su fase principal irán por mera estadística (fluctuaciones) escapando (cinéticamente) de la atracción gravitatoria de la propia galaxia pasando finalmente su horizonte.
9) Con el tiempo (bastante tiempo, incluso a escalas cosmológicas) todo cuerpo celeste conformará su propio horizonte cosmológico que lo separará del resto de lo real: pero serán sistemas inertes en completo equilibrio térmico encerrados en el sistema que su horizonte conforma. Más aún, dadas las leyes de la mecánica cuántica, será siempre posible (con cierta probabilidad) que cualquier cuerpo remanente se vaya desgarrando poco a poco debido a lo que se conoce como efecto túnel (por lo que las partículas irán escapando del potencial gravitatoria del cuerpo y saliendo también por el horizonte).
10) Así que todo el Universo (no importa el punto de referencia donde nos fijemos) acabará por lo tanto siendo finalmente una pequeña estructura inerte y caótica conformando un sistema cerrado, aislado y en equilibrio térmico. La flecha del tiempo no será distinguible en esta situación y el movimiento neto o efectivo no tendrá sentido lógico.
Conclusión) Todo acabará siendo nada, del mismo modo en que se afirma que de la nada apareció en el Big Bang todo. El futuro de nuestro Universo y de todo lo que él contiene está sin duda marcado: la nada espera al final del camino. Como el físico Enrique F. Borja dice en su ya mencionado libro: "[...]Todo parece indicar que el Universo es un gran préstamo del vacío: sólo queda saber en qué términos se ha establecido este préstamo". En este sentido sobre el préstamo merece la pena mencionar que posiblemente el principio de indeterminación de Heisenberg tenga algo que ver (más al respecto aquí).
Sobre la materia.
Hay día hablar sobre la materia básica que lo compone todo es hablar de física de partículas; y hablar de física de partículas de momento es hablar del modelo estándar. A este respecto la mejor fuente en internet para iniciarse en su estudio son los cursos que el profesor Leonard Susskind impartió para la Universidad de Stanford hablando sobre una introducción a la teoría cuántica de campos (Quantum Field Theory - QFT), el modelo estándar de partículas, y sobre la Supersimetría y la teoría de la gran unificación (GUT). Es notable como este gran físico logra explicar de manera formal matemática todos estos asuntos, pero que a la vez lo haga utilizando la complicación justa y necesaria para transmitir la base esencial de lo que desea enseñar. Podéis acceder a todas sus clases desde YouTube: https://www.youtube.com/channel/UCNPslw9h5x5OqEBUX65DEmg.
1) La materia entendida como sustancia esencial con propiedad propia no existe. La materia es en realidad una propiedad emergente de una entidad mucho más fundamental: los campos cuánticos.
2) Todo eso que vemos a nuestro alrededor y que suponemos compuesto de "materia", en realidad no son más que perturbaciones en las ondas de probabilidad de ciertas partes de estos campos cuánticos. Si en cierta posición del espacio-tiempo no hay "materia", lo que en realidad queremos decir es que en ese lugar los campos cuánticos están fluctuando levemente en su estado fundamental (de energía mínima). Y cuando decimos que aquí o allí hay materia lo que en realidad ocurre es que en esas posiciones los campos cuánticos han sido de alguna manera excitados y presentan ondulaciones y alteraciones que simplemente en esa posición han salido del estado básico de energía mínima. La dinámica de dichas perturbaciones supone la emergencia (y permanencia) de lo que entendemos como partículas estables y por ende de la materia.
3) Pero un campo cuántico no es una sustancia tangible como tal, sino un constructo matemático que nos dice que cada posición infinitesimal del espacio-tiempo posee ciertas propiedades numéricas que describen un estado local. En este sentido si nos vale con un sólo número para describir la propiedad del estado hablamos de un campo escalar, y si necesitamos más números para cada lugar infinitesimal será un campo vectorial o tensorial. La cuestión es que los campos son entidades abstractas sin realidad propia.
4) El hecho de que estos campos sean "cuánticos" implican que obedecen los postulados matemáticos de la mecánica cuántica, lo cual indica que cada posición infinitesimal viene descrita como hemos dicho por números que representan estados cuánticos. Sin embargo un estado cuántico se sabe desde hace tiempo que es algo sin existencia determinada y definitiva, sino fluctuante y regido por la probabilidad. En concreto, cada punto infinitesimal de eso que llamamos campo se corresponde matemáticamente con una especie de oscilador armónico simple que simplemente indica que estamos tratando con ondas de probabilidad y su dinámica.
5) Todo el espacio, vacío o con materia, es pues una especie de mar de ondas matemáticas de probabilidad que fluctúa continuamente y cuya definición sólo tiene sentido de manera estadística. Las partículas no son nada que podamos entender como eminentemente físico, y más bien se resume todo en una colección de números y un álgebra (la dinámica o cambio del valor de estos números) que cada posición infinitesimal del mundo posee.
Conclusión) La vieja imagen del mundo material como compuesto de puro vacío y de bolitas tangibles se ha venido abajo. Hoy día sabemos que el vacío no está vacío del todo (tiene una infinidad de perturbaciones aleatorias -fluctuaciones- que generan partículas "virtuales" que entran y salen de la "realidad"), y también sabemos que la materia como tal se compone de partículas subatómicas que no son entidades o sustancias palpables sino que constituyen simples variaciones estadísticas en la energía de cierta posición de un campo cuántico determinado. Una partícula es sólo el hecho emergente de que en cierta posición un estado cuántico ha perdido matemáticamente el estado de energía fundamental del armónico simple, presentando una onda de probabilidad del armónico simple pero en un estado excitado. Y a eso se reduce todo lo que vemos en nuestro día a día: todo lo que ves o tocas son a su nivel más básico ondas de probabilidad vibrando en un mar cuántico. Desde luego parece que la realidad es matemática y que la física es más bien un "algo" (ilusorio) que emerge de manera cognitiva tras el procesar de nuestro cerebro.
Sobre el origen del mundo.
Lo que la gente normalmente conoce sobre este asunto es, con suerte, el concepto "tradicional" del Big Bang (entendido como una "extraña" explosión). Pero en realidad se tiene hoy día una teoría mucho más detallada y formal sobre qué fue exactamente lo que ocurrió hace 13.800 millones de años en el origen de nuestra realidad:
1) En el principio fue la nada...cuántica. Y como Enrique F. Borja explica en su ya tres veces mencionado libro, en ésta nada ya había algo incluso antes de "nuestro" Big Bang. En concreto lo que había eran campos cuánticos en estado de reposo absoluto (estado fundamental o de mínima energía) como los arriba descritos.
2) Como ya vimos, un campo es una sucesión infinitesimal de números colocados en cada posición del espacio que determinan su estado en ese lugar; y en los campos cuánticos esto es igual sólo que los números varían con una dinámica cuántica. Así pues, las leyes cuánticas también estaban ya ahí antes de que ocurriese el origen de todo lo que nos rodea.
3) Hoy día el modelo estándar habla de que existen muchos campos cuánticos distintos (al menos uno por cada interacción y partícula conocidas), pero en el principio todos estos campos estaban vacíos (en estado basal, sin excitación y por lo tanto sin partículas). Campos que estaban absolutamente en su estado de mínima energía, por lo que tal estado era estable y podrían haber seguido conformando esa nada cuántica eternamente.
4) Sin embargo había (y probablemente hay) un campo escalar (en los cuales un sólo número determina toda su información en cada punto infinitesimal del espacio) que no se encontraba en su estado de mínima energía. Este campo escalar denominado inflatón, de naturaleza muy similar al campo escalar de Higgs (cuya partícula asociada es el famoso bosón de Higgs), estaba en un estado metaestable -que no estable- atascado en un mínimo local (y no global).
5) Imagina como símil que estás en el campo y caes en un pequeño hoyo de 5 metros en el suelo. Tu estado de energía en ese punto es metaestable porque es un mínimo local (posees menos energía potencial dentro del pozo que fuera), pero no es un mínimo global porque fuera del pozo puede haber un hoyo de 50 metros o por ejemplo un acantilado que te lleve a nivel del mar (y por lo tanto en esos lugares poseerías aún menos energía potencial). El estado o tendencia natural es buscar siempre el estado fundamental de mínima energía global (llegar al mar), pero si te atascas en un mínimo local como ese pozo de 5 metros y no tienes energía suficiente para salir de él, pues clásicamente allí te quedas. Es decir, que si no tienes algo que te propulse fuera del pozo y tus piernas no pueden saltar tanto pues no hay modo de escapar.
6) El inflatón estaba en esa situación. Su estado energético en toda su extensión era tal que cualquier cambio o fluctuación decaía rápidamente de nuevo en el mínimo local donde se encontraba. No podía escapar del pozo local donde se encontraba. En realidad en ese momento todo era frío, inmóvil, y carente de excitaciones que se pudiesen llamar partículas. Por lo tanto no había nada...pero era una nada metaestable (y no estable), es decir; era una nada con un potencial residual para en algún momento poder ser "algo" distinto.
7) Volvamos al caso de nuestra caída en el pozo de 5 metros. No podemos escapar sin ayuda de ninguna manera. Pero imagina ahora que alguien excava un túnel que conecta directamente nuestro pozo con la ladera de una colina que conduce al mar. Un túnel muy largo y de poca pendiente. Una vez el túnel esté terminado y nos abran acceso podremos rodar lentamente (debido a la poca inclinación) por la pendiente del mismo durante un tiempo hasta llegar a la ladera para caer finalmente al mar a toda velocidad. Y justo en el momento de chocar contra el mar toda la energía cinética que hemos obtenido gracias al descenso de potencial mientras rodabamos, perturbará el agua lanzando grandes oleajes alrededor. Y cuanto más denso seamos y cuanta más velocidad llevemos mayor será la cantidad de olas que generemos al frenar con la caída.
8) El origen de nuestro Universo sufrió un proceso muy similar. El inflatón como decimos estaba atascado en un mínimo de potencial del que no podía escapar, pero recibió una ayuda...se produjo por puro azar un proceso que sólo es posible en el mundo cuántico: un tunelaje espontáneo. Grosso modo se puede decir que cuánticamente la probabilidad de que tal tunelaje tenga lugar espontáneamente aunque sea minúscula no es igual a cero. Así que dado el suficiente tiempo...el estado del inflatón escapó de su mínimo local mediante un proceso parecido al de excavar un largo túnel "fantasma" para dar lugar a una ladera fuera del potencial.
9) Pero como este tunelaje supone que la energía potencial del campo escalar disminuye, la ley de la conservación de la energía (que también es previa al Big Bang) requiere de un aumento de igual magnitud en la energía cinética (en el movimiento global). Pero claro, en ese momento no había nada que mover (no había partículas ni excitaciones ni sustancia movible alguna), por lo que tuvo que ser el propio espacio en sí el que se moviese mediante su expansión. Por lo tanto, durante todo el tiempo que tardó el inflatón en escapar de su mínimo local (es decir, en llegar al borde de la ladera) el espacio ocupado se fue al mismo tiempo expandiendo.
10) El hecho de que la pendiente del tunelaje fuese leve hizo que el inflatón rodara durante el suficiente tiempo como para que la expansión del espacio creciera exponencialmente hasta alcanzar un tamaño astronómico (proceso inflacionario). La nada microscópica se hizo así en menos de una milésima de segundo colosalmente grande: el espacio-tiempo había nacido.
11) Y tras el tunelaje y la posterior caída por la ladera hasta el final del trayecto (cuando el inflatón alcanzó un nuevo estado de energía mínima) se produjo un frenazo similar al que nosotros experimentamos en el símil anterior al caer al mar. Este frenazo del inflatón, como decimos equivalente a un gran golpe contra el mar, supuso una gran excitación sobre el resto de campos cuánticos preexistentes que hasta ese momento habían permanecidos en su estado fundamental sin partículas (sin perturbaciones).
12) El mar de electrones, por ejemplo; se vió así sacudido y de su perturbación nacieron esas ondas de propagación que nosotros entendemos como partículas (electrones en este caso); y lo mismo sucedió con el resto de campos. Miles de cientos de billones de ondas excitadas emergieron por entre todo el (ya en ese momento astronómicamente grande) espacio. Unas ondas enormemente perturbadas que por lo tanto poseían una cantidad gigantesca de energía cinética. En menos de un segundo el espacio se "llenó" en todas partes a la vez de "materia" a una temperatura tan alta que no podemos ni siquiera concebir. Ese proceso instantáneo de "llenado" (casi uniforme y por entre todo el espacio) es lo que se conoce realmente como Big Bang, pero hay que comprender que ya antes ocurrieron muy diversos procesos en este preexistente "algo" sustancial del que hemos hablado.
Conclusión) El origen de nuestro Universo se conoce con una cantidad de detalles que pocos pueden siquiera imaginar. Conocemos bastante bien lo que ha ocurrió en el mundo desde que tenía una mil millonésima de segundo hasta nuestros días, 13.800 millones de años después. Y resulta que antes del Big Bang ya había algo; ya había campos cuánticos similares e iguales a los de hoy, siendo la única diferencia el estado general energético de dichos campos. Ciertamente la ciencia no puede ir más allá y explicar la esencia de estos campos, ni tampoco la esencia de las leyes cuánticas o de las leyes de conservación que sabemos que ya existían. Simplemente sabemos que todo eso estaba ya ahí antes de que la "materia" apareciera tal y como nosotros la conocemos, y de hecho muchos sospechan que hay otros lugares donde este mismo proceso tuvo lugar de manera independiente y desconectada. De esta manera es bastante probable que el proceso inflacionario que dió lugar a nuestro mundo particular haya dado e incluso esté dando en este momento lugar al nacimiento de otros nuevos Universos individuales. Esta propuesta denominada multiverso está sobre la mesa de una manera muy seria, e incluso muchos afirman; el gran físico Leonard Susskind incluido, que podría tratarse de un proceso de creación eterna. Una eterna creación (nucleation) de mundos naciendo (decayendo) en distintos puntos del (¿infinito?) campo del inflatón.
Sobre el futuro del hombre.
Hace poco un amigo virtual me dio a conocer un libro muy interesante y reciente del que no sabía nada (y otro buen amigo virtual me ayudó a conseguirlo en la red para leerlo). El libro es "The Physics of Life: The Evolution of Everything" de Adrian Bejan, y viene a apoyar con interés el trabajo de los autores ya comentados Eric Chaisson y Jeremy England.
En pocas palabras se concuerda que existe sin duda en el mundo una tendencia natural innata hacia generar con la máxima eficiencia movimiento, y consumir así gradientes de potenciales energéticos al mayor ritmo posible por unidad de masa y unidad de tiempo. Adrian Bejan reduce así toda evolución y cambio fenoménico a este "deseo" espontáneo de la realidad afirmando que no hay más diferencia entre lo que entendemos como vivo o inerte que la cantidad de energía que es capaz de consumir (el flujo de movimiento total que es capaz de generar). Y este hecho nos ayuda también a comprender no sólo la historia evolutiva que ha llevado a la aparición del Homo Sapiens, sino que nos permite entrever el posible futuro de nuestra especie:
1) Ninguna especie es o puede ser eterna o estática. Toda estructura en el mundo, viva o no, es un ente condenado al cambio y a la adaptación, a la lucha por la permanencia. Esta permanencia pasa obligatoriamente por ser una estructura material capaz de maximizar dadas las circunstancias fisico-químicas el aumento de entropía en el mundo.
2) Tan pronto aparece en cierto nicho o ambiente otra estructura capaz de mejorar esta eficiencia en el flujo de consumo energético, la naturaleza de manera autónoma prescinde de la antigua y la sustituye por la nueva. Este proceso de sustitución es automático y tan natural como el hecho de que una roca ruede siempre por una ladera todo lo posible siguiendo el camino que minime su energía potencial (y por tanto maximice su energía cinética en el camino).
3) El ser humano basa su enorme éxito o dominancia en planeta gracias a su capacidad cognitiva para poder adaptarse y consumir con eficiencia en muy diversas situaciones. Nuestro hábitat es ya la Tierra entera y no hay otra especie animal capaz de rivalizar de momento con nosotros en nuestra habilidad para generar flujos de movimiento: cada innovación técnica y tecnológica se ha encargado de mejorar esta eficiencia empezando por el fuego y terminando por la moderna industria.
4) Pero como ya hemos visto en el mundo nada es eterno y todo cambia...y eso supone que el hombre está condenado a desaparecer como tal más pronto que tarde (hablando a escalas cosmológicas). Decenas de millones de otras especies desaparecieron ya fruto de la contingencia (meteoritos, cambios geoclimáticos, etc.) o de la rivalidad con otras estructuras (como le ocurrió por poner un ejemplo al Homo Neanderthalensis que no fue capaz de rivalizar con nuestra superior habilidad para producir flujos y consumos).
5) Si el hombre desaparece, o mejor dicho cuando desaparezca, será también debido a un accidente natural que cambie demasiado el hábitat global del planeta como para que podamos hacerle frente a tiempo; o será debido a que aparezca otra estructura material capaz de competir con nosotros en este ámbito global. Es decir, que dado el suficiente tiempo es muy probablemente que de una u otra manera alguna otra estructura llegue a superar nuestra eficiencia para producir y consumir energía libre...y la naturaleza espontáneamente la "seleccionará" a ella para que domine y permanezca en la realidad.
6) ¿Y qué tipo de estructura podría lograr el hito de superarnos como entes maximizadores de consumo energético? La respuesta es simple: otra estructura tan inteligente o más que el ser humano. Posiblemente una estructura tan capaz y trabajadora como el hombre, pero que carezca de nuestras limitaciones biológicas más mundanas. En otras palabras, que como el tristemente fallecido Stephen Hawking ya adelantó: «La inteligencia artificial podría significar el fin de la raza humana».
7) Adrian Bejan nos enseña que lo artificial y lo natural son conceptos vagos inventados por nuestra subjetividad. Lo que realmente existe son diversas estructuras físicas y un mandamiento termodinámico natural que cumplir. En este sentido el Universo en sí no diferencia y todo lo toma según la vara de medir del flujo de movimiento total que cierta estructura es capaz de conseguir. Así pues, probablemente conforme el hombre vaya devorando energía y construyendo entes inteligentes no basados en el carbono (para producir aún más rápido), irá al mismo tiempo modificando el propio sistema planetario -nuestro hábitat- (como por ejemplo la aparición de estructuras fotosintéticas modificó el contenido gaseoso de toda la Tierra en el pasado aniquilando a muchas especies).
8) Imagina aparatos cada vez más y más inteligentes (y ni siquiera es necesario que lleguen a alcanzar nuestra conciencia, que como ya vimos es un mero artificio evolutivo funcional que al hombre le ayudó a sobrevivir pero que no es imprescindible para lograr conductas ingeniosas). Estos entes no biológicos irán cada vez logrando capacidades cognitivas más amplias e irán por tanto realizando poco a poco todo el trabajo que actualmente hacemos nosotros (las personas pasarán a ser en gran medida disfuncionales y ociosas).
9) Y es que muchos se preocupan de si esta falta de trabajo para el hombre debe ir acompañada o no de una renta básica universal o sobre qué harán las personas cuando no tengan que trabajar (porque procesos autónomos lo hagan todo). Pero el verdadero problema es que la naturaleza no se preocupará lo más mínimo en mantener en la existencia a seres ociosos y disfuncionales (en relación a su inutilidad para aportar en favor de la verdadera y única meta natural: mejorar la eficiencia del consumo energético).
10) Muy poco a poco cada vez harán falta menos personas para mantener el parqué de máquinas inteligentes autónomas, mientras que la productividad crecerá exponencialmente gracias a la eficacia de estas máquinas que no lastran nuestras "debilidades" biológicas (no descansan, no enferman, etc.). Es bien conocido que muchas especies ajustan el número de descendientes a las condiciones ambientales, y en el hombre posiblemente este proceso ocurra también de manera más o menos inconsciente. El hecho es que las personas poco a poco irán intuyendo que traer hijos al mundo en un planeta abarrotado de máquinas (y de personas) con una falta total de trabajo y de utilidad práctica, sea poco "ético" o "deseable". Finalmente el hastío (el tan consabido hastío Schopenhaueriano) amargue la existencia de todos esos que no tienen nada que hacer, lo cual tirará posiblemente aún más a la baja el crecimiento demográfico.
11) Un proceso gradual de sustitución de personas por máquinas ocurrirá en el planeta (ya lo hace de hecho en ciertas zonas del primer mundo aunque de manera poco perceptible aún). Y por otra parte, la búsqueda del aumento en la eficiencia empujará a las grandes compañías tecnológicas a crear máquinas capaces de crear (y mejorar) otras máquinas sin apoyo humano (como ya aventuró nuestro gran Mariano Rajoy xDD). Ese será sin duda el punto de inflexión que marcará nuestro destino. Valga la pena mencionar que ya en estos momentos Google publicó hace poco un paper donde demuestran cómo lograron que una red neuronal fuese capaz de crear ella misma otras redes neuronales más eficientes que las alternativas desarrolladas por ingenieros humanos para la resolución de ciertos problemas (lo llamaron AutoML).
12) Y por supuesto está el hecho puesto de relieve con maestría por Carlos Castrodeza por entre su obra: la evolución biológica no "permite" que órganos no funcionales permanezcan en el acervo génico. Esto quiere decir que conforme las máquinas hagan más y más tareas que requieren de habilidades cognitivas complejas, estas tareas dejarán de ser hechas por personas, lo cual supondrá que tales capacidades dejarán de tener funcionalidad adaptativa en nosotros e irán muy gradualmente desapareciendo. Es decir; que más pronto que tarde el ser humano se "idiotizará" conforme su supervivencia no dependa de su inteligencia de manera tan crucial como lo ha sido hasta la fecha: un proceso que se verá acelerado en cuanto las máquinas tengan la capacidad para autoensamblarse, automantenerse y autodiseñarse (mejorarse) por ellas mismas.
Conclusión) Hace unos días mi empresa me encargó la supervisión del desarrollo de un proyecto de red neuronal capaz de entresacar de manera autónoma información relevante de CVs tipo Word (docx) or PDF. La razón: un encargo de una famosa empresa textil que ha visto como la generación de los llamados "millennials" no saben/no quieren rellenar los típicos campos de los formularios web que la empresa ponía a disposición de los interesados en conseguir un trabajo en sus tiendas. Los "millennials" por lo visto (en general) tienen las ganas/conocimientos justos para escribir un documento Word y adjuntarlo con un botón...y no que se les pida más. Yo lo veo un claro ejemplo real de todo lo dicho arriba: muchas de nuestras capacidades cognitivas están empezando ya en esta nueva generación a "sobrar". Y lo disfuncional como decimos la evolución gradualmente lo barre del acervo génico. Si pudiéramos pintar en una gráfica las habilidades mentales medias del ser humano en las generaciones por venir, probablemente veríamos una curva descendente para las próximas décadas y centurias. Más pronto que tarde nuestros tataranietos irán delegando más y más tareas en máquinas cada vez más y más autónomas y autosuficientes (incluso la propia crianza de nuestros hijos); y es muy posible que llegue el momento en que el ser humano como tal deje de ser el ente termodinámicamente dominante en el planeta. A partir de ese momento, y por muy distópico que suene, la supervivencia de nuestra ya disfuncional especie estará tan en peligro como lo pueda estar hoy día el oso panda.
Conclusión general.
Nuestro mundo según la física moderna parece ser parte de una realidad preexistente. Ya antes del famoso Big Bang existían las leyes físicas naturales y también existía una sustancia (el campo del inflatón) con el potencial de generar en cualquier momento un Universo mediante un proceso cuántico de tunelaje hacia estados de menor energía. Este tunelaje puede suceder aleatoriamente en cualquier momento y lugar del inflatón y causar espontáneamente desde la nada "material" la aparición (nucleation) de un Universo "burbuja" que se expandirá exponencialmente en millonésimas de segundos. Al detenerse la expansión se produce un brusco "frenado" que transforma esa cinética de movimiento en la creación de billones de partículas dentro de la "burbuja": un Big Bang ha ocurrido. Este proceso se cree que se repite por entre el inflatón de manera continua por lo que nuestro Universo sería un caso particular de una multitud de "burbujas" que existen de manera independiente (multiverso). También se cree que este proceso inflacionario podría ser eterno en el sentido de que siempre habría un lugar en el campo del inflatón con capacidad para nuclear una burbuja más (un nuevo mundo).
Desde el mismo momento en que nuestro Big Bang ocurre las pequeñas diferencias (de origen cuántico) de densidad en la distribución de la materia/radiación resultante va guiando la dinámica del mundo hasta que tras 380.000 años se forman los primero átomos estables, dando lugar a unas posiciones del espacio con más densidad de partículas que otras. Fue esta pequeña desigualdad en la distribución del potencial gravitatorio (siempre atractivo) lo que permitió la formación de las estrellas, galaxias, cúmulos, y demás cuerpos celestes.
Tras el "frenazo" inflacionario se produce como vemos la dominancia atractiva de la materia/radiación sobre el cosmos por lo que la expansión del espacio se va frenando. Sin embargo, algo extraño ocurrió hace alrededor de 8.000 millones de años: el espacio de nuevo comienza a expandirse exponencialmente (justo como en el periodo inflacionario). Este efecto de repulsión se debe a la llamada energía oscura, y muchos piensan que es el remanente (con mucho menor potencial) del propio campo del inflatón que al principio nos dió lugar. Grosso modo, conforme el espacio de expande aparece más inflatón (más energía oscura en realidad, sea finalmente lo que sea) en el nuevo espacio "surgido". Así pues se produce un efecto retroalimentado: al aumentar el espacio aumenta el área del Universo, y la energía oscura sabemos que es un "algo" (inflatón o lo que sea) que se encuentra naturalmente (espontáneamente) en cada posición del espacio. Así pues más área supone más energía oscura empujando al propio espacio que crece aún más rápido, lo cual crea aún más energía oscura y, bueno, ese es el origen de la expansión exponencial que llevará al Universo a una segura "muerte" térmica donde cada objeto macroscópico se habrá separado y aislado de todo lo demás tras un horizonte cosmológico.
Es decir, que esta burbuja nuestra que llamamos mundo acabará primero aislando cada galaxia de las demás, y luego, una vez todo sean pequeños sistemas aislados y cerrados por horizontes cosmológicos, la física llevará cada isla existencial (sin flujo neto de energía) hacia su estado de máximo equilibrio termodinámico: es decir, hacia su "muerte" térmica. Nuestro mundo será entonces, justo como al principio, un frío mar de nada cuántica. Toda la perturbación en los campos habrá cesado y la expansión llevará por fin a que la "materia" deje de de nuevo de existir.
Podemos ver que existe una asombrosa conexión entre el estado que presentará el fin de nuestro Universo y su estado original, aunque existe una diferencia que no se puede pasar por alto: en todo el proceso se habrá consumido parte de la energía potencial del inflatón (justo cuando cayó mediante tunelaje cuántico a un estado energético menor). Esto significa que podría ser el caso de que en el fondo toda la realidad (todo el multiverso) no fuese otra cosa más que una colosal maquinaria encargada de devorar gradientes energéticos: acabar en suma con el potencial del propio inflatón en sí mismo. En fin, de momento este punto es pura especulación pero llama la atención la similitud entre este proceso inflacionario guiado por diferencias de potencial y el modo en que la física empírica nos enseña como ante cualquier diferencia de potencial el fenómeno empírico actúa en nuestro mundo en consecuencia con un movimiento y flujo dirigido precisamente a terminar con esta diferencia.
Sea como fuere nuestro cosmos está condenado a "morir" en un estado de máximo equilibrio donde no existirá diferencia de potencial alguno. Y precisamente esta tendencia natural por abolir gradientes es la fuente de toda la mecánica del mundo: inerte o animada. El mundo no distingue en esencia de ninguna manera entre los fenómenos vivos o no vivos, siendo esta diferencia fruto de nuestra subjetiva interpretación. En el fondo la naturaleza todo lo que "desea" es maximizar la cantidad de movimiento (de flujo) por entre su ser. Maximizar así, en suma, el ritmo al que se devora toda diferencia de potencial dadas las circunstancias particulares de cada momento y lugar para alcanzar cuanto antes su propia "muerte" térmica.
Precisamente fue siguiendo esta misma (y única) tónica de evolución natural como resultó que el mejor modo en que se pudo consumir gradientes en cierto planeta fuera del equilibrio térmico (al estar girando alrededor de una estrella) hace más de 4.000 millones de años fue mediante la repetición de ciclos macromoleculares. Ciertas reacciones químicas estables y capaces de replicar su ciclo de formación resultaron ser ideales medios para acaparar la energía resultante de la llegada de esos energéticos fotones surgidos en la estrella cercana, y transformar así estos mismos fotones en una radiación infrarroja de muy baja calidad y sin potencial para generar nuevo movimiento. Así pues el planeta espontáneamente evolucionó para constituirse en una caldera gigantesca capaz de devorar la potencia radiada por la estrella y lanzar al espacio como desecho radiación inútil. Huelga decir que hablamos de la Tierra, el Sol y el surgimiento de lo que llamamos vida.
Posteriormente la historia de eso que denominamos vida es la historia de cómo esta caldera planetaria terrestre ha ido evolucionando en su conjunto (en un sentido holístico -Gaia- tal como lo entendía la destacada bióloga Lynn Margulis) siempre hacia la máxima eficiencia posible. En este concreto sentido hablaron también con mucha propiedad Dorion Sagan y Eric D. Schneider en su libro "La Termodinámica de la vida: física, cosmología, ecología y evolución" al decir:
«Lo que más nos interesa aquí es la gran simplificación sintetizada en el aforismo "la naturaleza aborrece los gradientes". Este concepto sorprendentemente fructífero, que exponemos en detalle, condensa buena parte de la investigación reciente en termodinámica. La idea de que la naturaleza aborrece los gradientes, una de las nociones clave de este libro, es muy simple: un gradiente no es más que una diferencia de temperatura, presión o concentración química, por ejemplo a lo largo de una distancia. La aversión de la naturaleza hacia los gradientes implica que éstos tenderán espontáneamente a desaparecer, de manera especialmente espectacular por la acción de sistemas complejos autoorganizados, que aceleran su disgregación. El concepto simple de gradientes que se deshacen resume la difícil ciencia de la termodinámica, desmitifica la entropía -tan importante para el universo como la gravedad- y arroja luz sobre cómo surgen de manera natural estructuras y procesos complejos, incluidos los de la vida. Al final se plantean diversas cuestiones filosóficas que resultan ineludibles. La principal es la existencia de la vida. ¿Por qué existe la vida?¿Tiene ésta, desde una perspectiva científica, una función general? Nuestra respuesta es que sí. Un gradiente de presión barométrica en la atmósfera (la diferencia entre masas de alta y baja presión) da pie a un tomado, un sistema cíclico complejo. La función del tornado, su propósito, es eliminar el gradiente. La vida tiene un propósito natural similar. Sólo que, en vez de deshacer rápidamente un gradiente de presión y después desaparecer, la vida tiende a reducir, en el transcurso de miles de millones de años, el enorme gradiente estelar que existe entre el Sol caliente y el espacio frío, ganando complejidad en el proceso. La evolución de formas de vida complejas e inteligentes puede explicarse por la eficacia de la vida como sistema cíclico consagrado a la reducción de gradientes. La función original y básica de la vida, como la de los otros sistemas complejos que examinamos en este libro, es reducir un gradiente medioambiental.»
Pero todo esto, por supuesto, implica que el propio ser humano (razón y conciencia incluidas) no son en el fondo más que parte de este intrincado proceso disipativo general. No somos especiales ni distintos en nada esencial del resto de seres vivos (ni no vivos). Somos, en pocas palabras, un medio más del cual el Universo se vale para luchar en su animadversión ante los mencionados gradientes. En este sentido dicen estos mismos autores:
«"Heráclito tenía razón", afirma Popper, "no somos [el individuo] cosas, sino llamas. O, más prosaicamente, somos, como todas las células, procesos metabólicos, redes de vías químicas.[...] Los árboles despliegan activamente sus raíces y hojas para absorber el agua y la energía, dos ingredientes necesarios para incrementar la disipación. [...] Cada nueva hoja, cada nueva predisposición fototrófica, es una nueva oportunidad para la degradación de energía. En resumen, el dicho cartesiano "pienso, luego existo" se convierte en "existo porque disipo".»
Visto en perspectiva todo el multiverso parece ser una gran máquina encargada de devorar variaciones de potencial. Es decir, que toda la realidad aparenta consistir en ser una suerte de universal "lucha" natural en pos de agotar tan pronto como sea posible la utilidad energética del campo del inflatón en sí mismo: extinguir y acabar con la capacidad esencial del propio Ser para que la realidad finalmente "agote" completamente y de una vez por todas el potencial. En otras palabras: crear y generar movimiento desde la nada metaestable (con potencial) hasta que todo se disipe de nuevo en la nada ("muerte" térmica), y repetir este proceso tantas veces como sea necesario hasta que se consiga alcanzar por fin una nada estable y sin potencial alguno para generar nuevo cambio: hay que destacar que esta misma tendencia ideal es, de hecho, la que observamos localmente en todo el fenómeno a nuestro alrededor.
Sea como fuere una cosa está clara: en este particular Universo nuestro, único al que tenemos acceso empírico, todo se confabula y estructura de continuo para apagar y atenuar su propio ser. Cuando miramos a nuestro alrededor absolutamente todo lo que vemos, personas incluidas, nos somos más que medios naturales con los que la realidad se afana con vehemencia en acabar tan pronto como sea posible con su capacidad existencial (esto es, con toda diferencia de potencial).
Es evidente que a todos estos hechos fenoménicos se les pueden sacar mucha chicha filosófica, pero eso escapa del alcance de esta entrada que bastante larga me ha quedado ya. Sólo mencionar de todas formas un nombre para aquel que tenga inquietud en este sentido: Philipp Mainländer.
