TEGMARK Y LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL

 

La Revolución Industrial nos brindó máquinas más fuertes que nosotros. La revolución de la información nos ha dotado de máquinas hasta cierto punto más listas que nosotros. ¿Hasta qué punto? Las computadoras solían superarnos tan solo en tareas cognitivas simples, de «fuerza bruta», como el cálculo veloz o las búsquedas en bancos de datos, pero en el año 2006, una computadora derrotó al campeón mundial de ajedrez Vladímir Krámnik, y en 2011 una computadora destronó a Ken Jennings en el programa televisivo estadounidense Jeopardy, un concurso de preguntas y respuestas variadas. En el año 2012 una computadora obtuvo la licencia para conducir coches en Nevada (EE. UU.) tras considerarse más segura que un conductor humano. 

¿A dónde llegará este avance? ¿Acabarán superándonos en todo las computadoras, cuando hayan desarrollado una inteligencia sobrehumana? Hay pocas dudas de que puede pasar: el cerebro humano consiste en un montón de partículas sujetas a las leyes de la Física, y no existe ninguna ley que impida que las partículas se ordenen de un modo que les permita efectuar cálculos cada vez más avanzados.

Pero ¿sucederá de verdad? ¿Y será algo bueno o malo? Estas son preguntas muy oportunas: aunque hay quien piensa que las máquinas con una inteligencia sobrehumana no son viables en un futuro cercano, también hay quien prevé su existencia para 2030, como el inventor y escritor estadounidense Ray Kurzweil, lo que convierte este asunto en el único riesgo existencial que deberíamos estudiar con más urgencia. En resumen, no está claro si el desarrollo de máquinas ultrainteligentes debería o llegará a producirse, y los expertos en inteligencia artificial se muestran divididos. Si ocurriera, podría tener unos efectos desastrosos. El matemático británico Irving Good explicó el por qué en 1965: «Definamos una máquina ultrainteligente como una máquina capaz de sobrepasar con mucho todas las actividades intelectuales de cualquier ser humano, por muy listo que este sea. Como el diseño de máquinas es una de esas actividades intelectuales, una máquina ultrainteligente podría diseñar máquinas aún mejores; se produciría, sin lugar a dudas, una “explosión de inteligencia”, y la inteligencia humana quedaría muy rezagada. Por tanto, la primera máquina ultrainteligente es el último invento que nos hará falta idear a los humanos, siempre que esa máquina sea lo bastante dócil para indicarnos cómo mantenerla bajo control». 

En un artículo sugerente y sensato de 1993, el matemático y autor de obras de ciencia ficción Vernor Vinge llamó a esta explosión de inteligencia «la singularidad», argumentando que hay un punto más allá del cual nos es imposible emitir predicciones fiables. Si logramos confeccionar tales máquinas ultrainteligentes, la primera de ellas estará muy limitada por el software desarrollado para ella, y que compensaremos la falta de conocimientos para la programación óptima de inteligencia mediante el desarrollo de hardware con unas capacidades computacionales muy superiores a las del cerebro humano. Al fin y al cabo, las neuronas humanas no son mejores ni más numerosas que las de los delfines, solo que están conectadas de otra manera, lo que induce a pensar que en ocasiones el software es más importante que el hardware. Es probable que esta coyuntura permita a la primera máquina perfeccionarse en extremo una y otra vez mediante la mera reescritura de su propio software. En otras palabras, mientras que los humanos tardamos millones de años en evolucionar y superar con creces la inteligencia de nuestros ancestros simiescos, esta máquina en evolución también podría sobrepasar la inteligencia de sus ancestros, nosotros, en cuestión de horas o segundos. 

Después de eso, la vida en la Tierra nunca será la misma. La persona o la cosa que controle esta tecnología atesorará con rapidez la mayor riqueza y el mayor poder del mundo, con lo que burlará todos los mercados financieros y desarrollará más inventos y patentes que todos los investigadores humanos juntos. Mediante el diseño de hardware y software informáticos extremadamente perfeccionados, esas máquinas multiplicarán con rapidez su capacidad y su número. Pronto se inventarían tecnologías muy apartadas de nuestra imaginación actual, incluidas algunas armas consideradas necesarias. A eso le seguirá sin tardanza el control político, militar y social del mundo. 

Dada la influencia que ejercen hoy en día los libros, los medios de comunicación y los contenidos de Internet, máquinas capaces de publicar miles de millones de obras más que los humanos ultrabrillantes nos conquistarán los corazones y las mentes incluso sin necesidad de comprarnos o someternos.

CONFERENCIA DE MAX TEGMARK

La noción de universos paralelos saltó de las páginas de ficción a las revistas científicas durante la década de los noventa. Numerosos expertos afirman que miles de millones de otros universos, conocidos en su conjunto como multiverso, existen más allá de nuestro horizonte visual cósmico.

El problema de esta idea reside en que, por su propia naturaleza, se halla más allá de toda verificación empírica: en el mejor de los casos, los indicios de la existencia de un multiverso serían indirectos. La propuesta nos obliga a replantearnos lo que entendemos por ciencia.

Durante la última década, una idea extraordinaria ha encandilado a un buen número de cosmólogos: la de que el universo en expansión que vemos a nuestro alrededor no es el único que existe, sino uno más entre una miríada de miles de millones de ellos. No habría, pues, un solo universo, sino un multiverso. En artículos publicados en esta revista o en libros como La realidad oculta, de Brian Greene, científicos de primera línea hablan de una revolución supracopernicana: no solo es nuestro planeta uno más entre muchos, sino que, a escalas cosmológicas, también nuestro universo resultaría insignificante. Sería uno más entre incontables universos, cada uno con sus propias leyes.

La palabra «multiverso» puede adquirir varios significados. El universo observable se extiende hasta una distancia de unos 42.000 millones de años luz, nuestro horizonte visual cósmico. Pero no existe ninguna razón para suponer que todo termine ahí. Más allá podría haber muchos —tal vez infinitos— dominios similares al nuestro. Cada uno habría comenzado con una distribución diferente de materia, pero todos se regirían por las mismas leyes de la física. La gran mayoría de los cosmólogos aceptan este tipo de multiverso. Sin embargo, hay quienes van mucho más lejos y sugieren la existencia de otros universos completamente diferentes, con otra física, otra historia y, quizás, otro número de dimensiones espaciales. La mayoría serían estériles, pero algunos bullirían con vida. Uno de los principales defensores de este multiverso de «nivel 2» es Alexander Vilenkin, quien propone un conjunto infinito de universos, con un número infinito de galaxias y planetas, e infinitas personas que se llaman como usted y que se encuentran leyendo este mismo artículo.

Numerosas culturas han considerado desde la antigüedad ideas similares. La novedad radica en que la hipótesis se concibe ahora como una teoría científica, con todo el rigor matemático y la verificación experimental que ello implica. Personalmente, me muestro escéptico ante semejante afirmación. No creo que la existencia de esos otros universos haya sido demostrada ni que algo así pueda lograrse jamás. Los defensores de la idea del multiverso, además de ampliar nuestra concepción de la realidad, están redefiniendo de forma implícita lo que entendemos por ciencia.

Más allá del horizonte

Aquellos que se adhieren a la acepción más amplia de multiverso han propuesto diferentes mecanismos para explicar cómo habrían surgido todos esos mundos y dónde podrían encontrarse. Quizás ocupen regiones muy alejadas del espacio, tal y como predice el modelo de inflación caótica de Alan Guth, Andrei Linde y otros También podrían existir en diferentes épocas, como ocurre en el modelo cíclico de Paul Steinhardt y Neil Turok , o quizá se encuentren en el mismo espacio que el nuestro pero en una rama diferente de la función de onda cuántica, como defiende David Deutsch . Otra posibilidad reside en que carezcan de localización y se hallen desconectados de nuestro espaciotiempo, como proponen Max Tegmark y Dennis Sciama.

GRANDES FISICOS DEL SIGLO XX-3

A destacar: 

 LORENTZ 

En 1895 publicó Ensayo de una teoría sobre los fenómenos eléctricos y ópticos en los cuerpos en movimiento, texto que señala una etapa importante en las investigaciones del gran científico sobre la electricidad y la óptica. Los resultados de tales estudios le valieron en 1902 el Premio Nobel, que se le concedió al mismo tiempo que a Zeeman, por haber previsto el fenómeno que éste comprobó experimentalmente y que, a causa de ello, fue denominado "efecto Zeeman". Recibió además otros galardones y honores, y vio instituida para él la Fundación Lorentz, destinada a promover las investigaciones de física teórica. 

En 1907 publicó en Leipzig diversas memorias reunidas bajo el título Ensayos de física teórica (Abhandlungen über theoretische Physik). En 1909 apareció su famoso libro Teoría de los electrones (Theory of electrons). 

EINSTEIN 

Durante 1905, publicó cinco trabajos en los Annalen der Physik: el primero de ellos le valió el grado de doctor por la Universidad de Zúrich, y los cuatro restantes acabarían por imponer un cambio radical en la imagen que la ciencia ofrece del universo. De estos cuatro, el primero proporcionaba una explicación teórica en términos estadísticos del movimiento browniano (así llamado en honor a su descubridor, Robert Brown), y el segundo daba una interpretación del efecto fotoeléctrico basada en la hipótesis de que la luz está integrada por cuantos individuales, más tarde denominados fotones. Los dos trabajos restantes sentaban las bases de la teoría restringida de la relatividad, estableciendo la equivalencia entre la energía E de una cierta cantidad de materia y su masa m en términos de la famosa ecuación E = mc², donde c es la velocidad de la luz, que se supone constante. 

El esfuerzo de Einstein lo situó inmediatamente entre los más eminentes de los físicos europeos, pero el reconocimiento público del verdadero alcance de sus teorías tardó en llegar; el Premio Nobel de Física, que recibió en 1921, le fue concedido exclusivamente «por sus trabajos sobre el movimiento browniano y su interpretación del efecto fotoeléctrico». En el plano científico, su actividad se centró, entre 1914 y 1916, en el perfeccionamiento de la teoría general de la relatividad, basada en el postulado de que la gravedad no es una fuerza sino un campo creado por la presencia de una masa en el continuum espacio-tiempo. La confirmación de sus previsiones llegó en 1919, al fotografiarse el eclipse solar del 29 de mayo; The Times lo presentó como el nuevo Newton y su fama internacional creció, forzándole a multiplicar sus conferencias de divulgación por todo el mundo y popularizando su imagen de viajero de la tercera clase de ferrocarril, con un estuche de violín bajo el brazo.

Durante la siguiente década, Einstein concentró sus esfuerzos en hallar una relación matemática entre el electromagnetismo y la atracción gravitatoria, empeñado en avanzar hacia el que, para él, debía ser el objetivo último de la física: descubrir las leyes comunes que, supuestamente, habían de regir el comportamiento de todos los objetos del universo, desde las partículas subatómicas hasta los cuerpos estelares, y agruparlas en una única teoría "de campo unificado". 

PLANCK 

Tras doctorarse por la Universidad de Munich con una tesis acerca del segundo principio de la termodinámica (1879), fue sucesivamente profesor en las universidades de Munich, Kiel (1885) y Berlín (1889), en la última de las cuales sucedió a su antiguo profesor, Kirchhoff. Enunció la ley de Wien (1896) y aplicó el segundo principio de la termodinámica, formulando a su vez la ley de la radiación que lleva su nombre (ley de Planck, 1900).

A lo largo del año 1900 logró deducir dicha ley de los principios fundamentales de la termodinámica, para lo cual partió de dos suposiciones: por un lado, la teoría de Ludwig Boltzmann, según la cual el segundo principio de la termodinámica tiene carácter estadístico, y por otro, que el cuerpo negro absorbe la energía electromagnética en cantidades indivisibles elementales, a las que dio el nombre de quanta (cuantos). El valor de dichos cuantos debía ser igual a la frecuencia de las ondas multiplicada por una constante universal, la llamada constante de Planck. Este descubrimiento le permitió, además, deducir los valores de constantes como la de Boltzmann y el número de Avogadro. La hipótesis cuántica de Planck supuso una revolución en la física del siglo XX, e influyó tanto en Albert Einstein (efecto fotoeléctrico) como en Niels Bohr (modelo del átomo de Bohr).

GRANDES FISICOS DEL SIGLO XX-2

DEBYE, KNUDSEN, BRAGG, KRAMERS, DIRAC, COMPTON, DE BROGLIE, BORN, BOHR. 

A destacar: 

 Paul Dirac: en 1926, realizó su mayor contribución a esta ciencia al enunciar las leyes que rigen el movimiento de las partículas atómicas, de forma independiente y tan sólo unos meses más tarde de que lo hicieran otros científicos de renombre como Max Born o Pascual Jordan, aunque se distinguió de éstos por su mayor generalidad y simplicidad lógica en el razonamiento. Suya fue también la revolucionaria idea según la cual el comportamiento del electrón puede ser descrito mediante cuatro funciones de onda que simultáneamente satisfacen cuatro ecuaciones diferenciales. Se deduce de estas ecuaciones que el electrón debe rotar alrededor de su eje (espín electrónico), y también que se puede encontrar en estados energéticos de signo negativo, lo cual no parece corresponder con la realidad física. A este respecto, Dirac sugirió que la deficiencia energética de un electrón en ese estado sería equivalente a una partícula de vida corta y cargada positivamente; esta sugerencia fue corroborada posteriormente por Carl David Anderson merced al descubrimiento de las partículas denominadas positrones. Estas y otras geniales contribuciones, como la teoría cuántica de la radiación o la mecánica estadística de Fermi-Dirac, le valieron el Premio Nobel de Física del año 1933, compartido con Erwin Schrödinger, tras haber obtenido el año anterior la cátedra Lucasiana de matemáticas en Cambridge, que mantuvo hasta 1968. Acabó por trasladarse a Estados Unidos, donde fue nombrado en 1971 profesor emérito de la Universidad de Tallahassee. 

Niels Bohr: en 1913 alcanzó celebridad mundial dentro del ámbito de la física al publicar una serie de ensayos en los que revelaba su particular modelo de la estructura del átomo. Tres años después, el científico danés regresó a su ciudad natal para ocupar una plaza de profesor de Física Teórica en su antigua alma mater; y en 1920, merced al prestigio internacional que había ido adquiriendo por sus estudios y publicaciones, consiguió las subvenciones necesarias para la fundación del denominado Instituto Nórdico de Física Teórica (más tarde denominado Instituto Niels Bohr), cuya dirección asumió desde 1921 hasta la fecha de su muerte (1962). En muy poco tiempo este instituto se erigió, junto a las universidades alemanas de Munich y Göttingen, en uno de los tres vértices del triángulo europeo donde se estaban desarrollando las principales investigaciones sobre la física del átomo. En 1922, año en el que Bohr se consagró definitivamente como científico de renombre universal con la obtención del Premio Nobel, vino al mundo su hijo Aage Niels Bohr, que habría de seguir los pasos de su padre y colaborar con él en varias investigaciones. Doctorado también en física, fue, al igual que su progenitor, profesor universitario de dicha materia y director del Instituto Nórdico de Física Teórica, y recibiría el Premio Nobel en 1975. 

Max Born: llevó a cabo importantes investigaciones sobre dinámica de las estructuras reticulares cristalinas (Dynamik der Kristallgitter, 1915) y acerca de la teoría de la relatividad (Die Relativitätstheorie, 1923), y estableció una esencial clarificación crítica de la mecánica cuántica (Atommechanik, 1925; Atomdynamik, 1926 y Física atomica, 1935). En 1933, con el ascenso al poder del nazismo, Max Born fue desposeído de la cátedra por su condición de judío. Emigró entonces al Reino Unido, adoptó la nacionalidad británica y ejerció la docencia en Cambridge y, desde 1936 hasta 1953, en Edimburgo. A continuación regresó a Göttingen, y en 1954 le fue otorgado el premio Nobel de Física, que compartió con Walther Bothe. En 1943 había formulado, en colaboración con V. Peng, una teoría cuántica del campo electromagnético en la que se introducía una nueva elaboración estadística de los cuantos de luz. Entre sus obras cabe señalar The Restless Universe (1936), Dynamical Theory of Cristal Lattices (1953, en colaboración con Kun Huang), Physik im Wandel meiner Zeit (1957) y Physik und Politik (1960). Sus memorias se publicaron póstumamente: My Life. Recollection of a Nobel Laureate (1978). 

Louis de Broglie: En su tesis doctoral, habiendo entrado previamente en contacto con la labor de científicos de la talla de Albert Einstein o Max Planck, abordó directamente el tema de la naturaleza de las partículas subatómicas como los electrones y, tras describir su naturaleza ondulatoria, formuló la teoría de la dualidad onda corpúsculo. Esta nueva concepción teórica sobre la naturaleza de la radiación, completamente revolucionaria, permitió confirmar anteriores hipótesis de Einstein y explicar el efecto Compton (así llamado por su descubridor, el estadounidense Arthur Compton), que carecía de sentido en el marco estricto de la teoría ondulatoria de la luz. Louis de Broglie fue galardonado con el Premio Nobel de Física del año 1929.

INTRODUCCION A LA GRAVEDAD CUANTICA

 Los físicos, pese a carecer de una teoría cuántica de la gravedad viable, no pueden resistir la tentación de proponer hipótesis sobre las características del espaciotiempo a escalas de distancia de 10-33 cm (la escala de Planck, a la que pasan a ser importantes los efectos cuánticos de la gravedad), aunque sólo sea para convencerse de que sus conceptos más amados se desintegran a tales distancias. Pero cualquiera de esas hipótesis, por ahora, chocan con una realidad: los fósiles que se disponen para estudiarlos no sabemos interpretarlos. A temperaturas muy elevadas, la situación se deteriora rápidamente. En el borde fatal de 10-32 K –la temperatura de Planck–, nada marcha. Nuestra física deja de funcionar. 

El comportamiento de la materia en esas extremas condiciones se encuentra muy por fuera de nuestras posibilidades de manejo. Peor aún, hasta nuestras nociones tradicionales pierden su sentido, y tocamos los límites del conocimiento que hasta ahora ha adquirido la humanidad. Pero como los físicos son personas habituadas a hacer volar sus pensamientos, algunos de ellos sostienen que a la escala de Planck el espaciotiempo adopta una estructura espumiforme. 

A escalas de mucha distancia, como las que experimentamos a diario, el espaciotiempo parece plano y liso como la superficie del mar vista desde lo alto; pero al aproximarnos a la escala de Planck, se agita y espumea como un océano turbulento. Si los físicos pretenden describir el micromundo a la distancia de la escala de Planck, quedará poco del espaciotemporal continuo en el que se ha basado hasta ahora la descripción de la naturaleza. Es posible que se apele a nuevos conceptos más allá del espacio y del tiempo. Mas, pese al hecho de que las teorías relativitas del campo cuántico actuales fallen a la escala de Planck, los físicos no hallan nada que les impida describir el micromundo a todas las escalas de distancia superiores a la escala de Planck. Ese es el motivo de que se prescinda sin problema de la gravedad al pensar en unificar todas las otras fuerzas. Hay ya teorías, aunque parciales, matemáticamente coherentes (GUT's), que unifican las fuerzas débil, electromagnética y fuerte a escalas de distancia previas a la escala de Planck, aunque no hayan sido verificadas experimentalmente. Muchos físicos están convencidos de que si bien teorías como las GUT's han aclarado la dinámica del universo muy primitivo, mientras no exista una teoría totalmente unificada (que incluya la gravedad) no se podrá describir el origen del universo. Porque si imaginamos que retrocedemos en el tiempo hasta el universo muy primitivo, la temperatura y la energía de interacción de partículas cuánticas pueden aumentar sin límite de modo que llegará un momento en que se penetre en la escala de distancias de Planck. El problema de la gravedad cuántica se plantea inevitablemente si queremos aclarar el origen del universo. 

Aunque los físicos no hayan logrado, ni mucho menos, inventar una teoría de campo totalmente unificado que incluya la gravedad, hay muchos que creen que se ha dado un gran paso adelante en esta dirección en la última década. El punto de partida ha sido siempre la teoría de la relatividad general de Einstein y conceptos con ella relacionados, por lo eficaz que es esa teoría para explicar la física gravitatoria macrocósmica. El problema es que hay que modificar esta teoría sin perder por ello las predicciones ya probadas de la gravedad a gran escala y resolver al mismo tiempo los problemas de la gravedad cuántica a corta distancia y de la unificación de la gravedad con las otras fuerzas de la naturaleza. Se han propuesto soluciones a este problema, como la «teoría de la supergravedad» y la «teoría de Kaluza-Klein» y, la más reciente, que ha despertado gran interés: «la teoría de las supercuerdas» . 

Sólo el tiempo podrá decirnos si estas ideas van a llevar a los físicos a callejones sin salida o si nos conducen hacia una teoría general del universo. Pero en el fondo, no son más que «ideas vesánicas de la historia sin fin…», que podrían, a lo mejor, estar en lo cierto.

UNIVERSO DE LA NADA

 

En esta charla, simpática y bien documentada, un físico intenta introducir a un auditorio variopinto en uno de los enigmas más profundos de la Cosmología: el origen del Universo a partir del vacío cuántico y más allá: a partir de la Nada. 

 El vacío no es la nada. La nada es la ausencia de todo, absolutamente todo, incluyendo energía, tiempo y espacio. El vacío, por el contrario, es la ausencia total de materia y energía en una región del espacio. Sin embargo, la Física cuántica demuestra que no es inerte, que contiene una cierta energía que está en permanente cambio, con continuas fluctuaciones que varían arriba y abajo de forma que su promedio siempre será el valor que esperamos para un estado de mínima energía. Estas fluctuaciones consisten en la aparición de partículas desde el vacío y su posterior reabsorción en el mismo. Como esas partículas tiene fluctuaciones de mínima duración no son observables. Los físicos se ven obligados a explicar fenómenos que, sin la existencia de ese vacío, no podrían existir. En cualquier caso “el vacío cuántico no coincide con la nada filosófica”. El vacío, coincide con el mínimo posible de energía, pero siempre existe ese mínimo, no una total ausencia. 

La Física moderna define el vacío como el estado de mínima energía de los sistemas cuánticos. El Multiverso es una teoría de la Física teórica, relativista y cuántica, (supercuerdas y teoría M) que postula que nuestro universo es solo uno en una vasta colección de universos que existen separados por distancias que no somos capaces ni de imaginar. El origen de este Multiverso estaría en una primera inflación, un primer Big Bang, que le dio origen a todo, incluido el tiempo y el espacio. De acuerdo con una variante de la teoría, esta inflación eterna continúa en algunos lugares, pero en otros, se detiene. Allí, en los lugares donde la inflación no continúa, se originarían los universos, el nuestro y también otros, cada uno con sus leyes físicas y fundamentales distintas. Mientras se van creando, como burbujas en una bañera, la inflación continúa separándolos eternamente. Esta teoría parte de un vacío cuántico inicial, cuyas fluctuaciones permiten la aparición y desaparición continua de partículas, la "bañera" del ejemplo, al que podemos llamar "inflatón"o "universo de fondo". Pero teorías más radicales, basadas en postulados de la Física cuántica, como el principio de Incertidumble, el efecto Lamb, el efecto Casimir, el efecto Schwinger y muchos otros, apuntan al cambio de esta teoria, sustituyendo el vacío cuántico por la nada absoluta. 

La Física cuántica ha destruido la causalidad, "todo efecto no tiene por qué tener una causa", y la certeza absoluta, "todo aquello que no viole ninguna ley cuántica, puede ocurrir". Así, el desarrollo de los acontecimientos, sería el siguiente: 

NADA-BIG BANG PRIMORDIAL (INFLACION PRIMORDIAL)-UNIVERSO DE FONDO-INFLACION-UNIVERSOS BURBUJA-BIG BANGS LOCALES (INFLACIONES DE LOS DISTINTOS UNIVERSOS CON DISTINTAS LEYES FISICAS)... 

En estos universos múltiples, con distintas leyes físicas, la inflación puede frenarse, acelerarse, estancarse...Uno de estos universos es el nuestro, con leyes de su naturaleza que, gracias al gran avance de la Ciencia, estamos empezando a comprender. Es un universo plano, con una inflación que se acelera, lo que predice un final de expansión eterna. El modelo del Multiverso expuesto, aun basado en teorías matemáticamente contrastadas y científicamente plausibles, es teoría, y lo que es peor, prácticamente indemostrable. Nuestro confinamiento en el universo en que habitamos nos hace imposible acceder a métricas y condiciones necesarias para la confirmación de la teoría, por lo cual, es muy probable que nunca podremos tener una "Ley del modelo de Multiverso inflacionario". 

 Los modelos inflacionarios todavía no están libres de problemas en su definición. Por ahora se basan en modelos extrapolados de modelos efectivos, es decir, no sabemos qué campo es el que generó la inflación. Lo que parecen indicar los datos es que debe de ser un campo escalar. Afortunadamente ya hemos encontrado un campo escalar fundamental en la naturaleza, el Higgs. Eso hace más plausible encontrar otro, el inflatón (universo de fondo), que produzca la inflación. Los argumentos gravitatorios asumen que la relatividad general es válida en el contexto inflacionario, tal vez lo sea, pero no está probado. Seguramente hay que partir de un estado anterior preinflacionario en el que una teoría de gravedad cuántica sea indispensable para saber qué genero y cómo la inflación. Pero nos queda el consuelo de haber llegado hasta aquí con razonamientos exclusivamente científicos, y ser conscientes de que la Física avanza con paso firme y acelerado hacia la comprensión del mundo, del todo... de la verdad.

FISICOS DEL SIGLO XX-1

AUGUST PICCARD
ÉMILE HENRIOT
PAUL EHRENFEST
EDOUARD HERZEN
THEOPHILE DE DONDER
ERWIN SCHRODINGER
JE VERSCHAFFELT
WOLFGANG PAULI
WERNER HEISENBERG
RALPH FOWLER
LEON BRILLOUIN

FISICA CASI SIN FORMULAS

Una interesante charla en la que el ponente llega a muy buenos resultados sin apenas escribir fórmulas matemáticas, esas que tanto asustan a los auditorios no especializados.

Dejando a un lado las complicadas relaciones de las teorías cuánticas con sus contrapartidas clásicas (la física cuántica necesita un sustrato clásico susceptible de ser cuantizado, y también de suministrar una interpretación inteligible para los resultados experimentales), la teoría cuántica de campos parece ser inconsistente cuando se considera como una estructura lógica cerrada, incluso aunque su formalismo matemático resultase coherente, cosa que no sucede. 

Así ocurre que la electrodinámica cuántica describe las interacciones considerando inicialmente ambos campos, electrónico y electromagnético, como entidades bien separadas, los detalles de cuya influencia mutua dependen críticamente de la situación específica en la cual dicha interacción se produzca. Una vez se conozcan esos detalles específicos, el modelo se construye partiendo del marco matemático general proporcionado por la teoría. Pero siempre subyace la idea de campos distintos en interacción, no de un único campo que se manifieste como materia o radiación según la perspectiva. 

 En el lenguaje lagrangiano, cuando un electrón interactúa con un campo electromagnético externo la descripción se realiza por medio de una suma de términos L0(Aμ) + L0(ψ) + L(Aμ, ψ). Es obvio que L0(Aμ) y L0(ψ) representan respectivamente los campos libres de Maxwell y de Dirac, en tanto que L(Aμ, ψ) es el término de interacción. La forma de este último se obtiene imponiendo condiciones de invariancia relativista, de simplicidad formal y de correspondencia con la teoría clásica de Lorentz sobre los electrones. En general, L(Aμ, ψ) ≡ eψ*γμψAμ donde e es la carga del electrón y γμ una matriz de Dirac. Se observa, pues, que de principio a fin la electrodinámica cuántica, como teoría de las interacciones entre materia y radiación, presenta los campos que interactúan diáfanamente separados. En la densidad lagrangiana tenemos un término para cada campo (Aμ y ψ) y un término de acoplamiento para la interacción entre ambos. El problema con el cual nos topamos ahora radica en la imposibilidad de aplicar los espacios de Fock −diseñados para campos libres− a los procesos de interacción. 

La descomposición de las ondas clásicas en sus componentes de Fourier convenientemente cuantizados, permite introducir el concepto de “cuanto” en la teoría. Semejante proceder se torna imposible en el caso de campos interactuantes; simplemente no existe un desarrollo de Fourier adecuado para ello, puesto que carecemos de un espacio de Fock para campos en interacción. Las consecuencias resultan dramáticas: la propia idea de que un estado de interacción entre campos pueda describirse como una distribución de probabilidad sobre configuraciones clásicas de dichos campos, queda ciertamente en entredicho. De acuerdo con el teorema de Haag (1955) no existe una transformación unitaria que relacione los operadores hamiltonianos correspondientes al caso de los campos libres con el de la interacción entre ellos. Es cierto que las técnicas de renormalización ofrecen la posibilidad de suspender la aplicación del teorema de Haag. En efecto, al introducir términos compensatorios infinitos, el formalismo matemático no queda bien definido.

FISICOS: VIATCHESLAV MUKHANOV

Nació el 2 de octubre de 1952 en Kanash, geográficamente a unos 600 kilómetros al este de Moscú, perteneciente en la época a la Unión Soviética. Es un físico teórico ruso y cosmólogo. Es conocido por predecir el origen cuántico de la estructura del Universo.

Estudió en el Instituto de Física y Tecnología de Moscú, recibiendo su doctorado en 1982. En su época en el Instituto él y su fallecido colega G. V. Chibisov, desarrollaron una teoría en la que un universo en expansión y evolución, la presente estructura en la mayor escala es el resultado de las fluctuaciones cuánticas como los primeros momentos del origen de las galaxias y de la existencia del universo. Dicha formulación teórica se convirtió en un hecho demostrado en el 2013, cuando el satélite Planck, de la Agencia Espacial Europea, medía con una precisión nunca antes alcanzada esta predicción científica. Entonces pasó a formar parte del Instituto de investigación nuclear también en Moscú, desde 1982 a 1991.

Tras la caída de la Unión Soviética, desde 1992 a 1997 estuvo en el ETH Zúrich (Instituto Federal Suizo de Tecnología). Y en diciembre de 1997 pasó a formar parte de la Universidad de Múnich. Ha recibido multitud de premios de los más destacados en sus campos de estudio.

Stephen Hawking (Oxford, 1942) y Viatcheslav Mukhanov (Kanash, antigua URSS, 1952) fueron los ganadores del Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en la categoría de Ciencias Básicas «por descubrir que las galaxias se formaron a partir de perturbaciones cuánticas en el principio del universo». De forma independiente y con un año de diferencia, ambos investigadores llegaron a la misma conclusión que posteriormente ha sido verificada por las observaciones de telescopios espaciales. «Su originalidad fue conectar la física cuántica y la cosmología para explicar por qué en el universo hay grandes acumulaciones de materia».