Módulo 2 - lección 6
El avance científico-tecnológico
El fenómeno astronómico de la Precesión equinoccial es el que va marcando el cambio de las grandes eras de la humanidad. Así, a mediados del siglo pasado, el 21 de marzo de 1948 el Sol pasa de la Constelación de Piscis a la de Acuario, dando inicio a la Nueva Era.
La Nueva Era genera una serie de cambios que podemos ver en múltiples ámbitos como el geopolítico con el fin de las Guerras Mundiales, el social: las manifestaciones de jóvenes en 1968 (primera generación nacida en 1948), cambios profundos en nuestros conceptos religiosos; pero sobre todo, en esta era en particular, el cambio se da en la ciencia y la tecnología, temas que expondremos en la presente lección.
Una gran diferencia entre el hombre y el animal, sin lugar a dudas, es su capacidad de crear herramientas. El la obra cinematográfica, 2001: odisea del espacio, la primera escena muestra el momento en que el hombre primitivo descubre el uso de un hueso como arma. De ahí la cinta da un salto hacia el futuro ubicando al hombre conquistando el espacio con la tecnología espacial. La gran evolución, desde el hombre prehistórico hasta nuestros días ha representado un avance lento y penoso que poco a poco nos ha permitido comprender y dominar la naturaleza. En realidad, es a partir del renacimiento con los experimentos de Galileo Galilei y las ideas de Copérnico sobre el sistema solar que el avance de la ciencia acelera su paso. Así comenzó un período de varios siglos en que movimientos como el humanismo, la ilustración, el positivismo impulsaron el desarrollo del conocimiento en todas sus ramas. Así tenemos una larga serie de científicos como Isaac Newton, Luis Pasteur, Gauss, Charles Darwin. A consecuencia de la revolución científica, surgió la revolución tecnológica cuya primera fase comenzó en la Revolución Industrial: las máquinas cambiando la forma en que producimos y cómo trabajamos. La máquina de vapor y el telar industrial son dos ejemplos emblemáticos del siglo XVII. Desde entonces, la revolución tecnológica no ha cesado su ritmo, al contrario, el último siglo los cambios han sido sin lugar a dudas vertiginosos. Apenas a principios del siglo XX los hermanos Wright efectuaban el primer vuelo con una aeronave controlada. Sesenta años después el hombre estaba llegando al espacio. La cantidad de inventos que surgieron en el siglo XX sobrepasan por mucho los inventos generados durante los 200,000 años anteriores de existencia humana. Ahora a principios del siglo XXI nos encontramos en una civilización altamente digitalizada, las computadoras y los medios de comunicación han venido a formar una parte muy importante en nuestras vidas. Más de la mitad de la población mundial (56.1% según Global internet usage: Wikipedia) tiene acceso a internet a través de una computadora o un teléfono móvil. El 55% de la población vive en las ciudades y se calcula que ésta cifra suba al 66% para el 2050. Todo esto es producto del avance científico. Vivimos en un mundo en continuo cambio y altamente digitalizado, esta revolución no habría sido posible sin dos teorías que se dieron hace un siglo y que expondremos a continuación:
La teoría de la relatividad
E=mc2
Una de las ecuaciones más simples de la física moderna describe la relación entre la masa y la energía. Esto quiere decir que la materia no es más que energía concentrada. Si multiplicamos la masa (materia) por la velocidad de la luz al cuadrado obtendremos la cantidad de energía contenida dentro de la materia. Resulta que la velocidad de la luz es enorme (300,000 km/s) por lo que al efectuar la ecuación descubrimos que podemos obtener una gran cantidad de energía de una pequeña cantidad de masa. Los físicos inmediatamente notaron que esto podría tener muchas aplicaciones prácticas. Una de ella son los reactores atómicos que actualmente se utilizan para producir electricidad. Otra, es la posibilidad de construir una bomba capaz de liberar la energía atómica. Este artefacto se hizo realidad el 6 de agosto de 1945 cuando un bombardero estadounidense soltó bombas atómicas sobre las ciudades de Hiroshima y Nagasaki, en Japón. Inmediatamente miles de personas perdieron la vida y muchas otras han muerto después o siguen padeciendo los efectos de la radiación. Sin duda, la bomba atómica fue uno de los factores que aceleraron el fin de la Segunda Guerra Mundial. También marca el inicio de la era atómica, y de alguna forma de la Era del Aquarius, regida por el planeta Urano, con el dominio de la tecnología.
Un hecho menos conocido es que Albert Einstein formuló dos teorías de la relatividad. En la primera de 1906, él trabajaba en una oficina de patentes en Suiza y era un matemático completamente desconocido dentro del ámbito científico. En la teoría especial de la relatividad, Albert Einstein introduce conceptos completamente nuevos para la física. Hasta esas fechas, de acuerdo a la física clásica desarrollada por Isaac Newton, se tenía el concepto de que el espacio era un continuo uniforme, un escenario inamovible donde ocurren todos los fenómenos físicos. Y por su parte, el tiempo también se pensaba de naturaleza continua independiente del espacio y de cualquier elemento físico. Sin embargo, Einstein tuvo la idea de que el espacio y el tiempo forman parte de una misma cosa, al no existir otro nombre para designarlo, lo llamó el espacio-tiempo. Como el espacio tiene tres dimensiones y el tiempo una; entonces este nuevo ente espacio-tiempo tiene cuatro dimensiones. Lo interesante es que uno interactúa con el otro. Si viajamos a gran velocidad en el espacio entonces no podremos seguir viajando a mayor velocidad en el tiempo. Lo que es lo mismo que decir que a mayor velocidad el tiempo se ralentiza, se hace más lento para el viajero. ¿Cuál es el límite? Einstein llegó a la conclusión que el límite es la velocidad de la luz ¿Por qué? Porque según sus matemáticas, al acercarnos a la velocidad de la luz el tiempo tiende a detenerse. En la velocidad de la luz el tiempo deja de existir. También hay que considerar, según sus ecuaciones, que cerca de la velocidad de la luz la masa del objeto tiende a infinito. Es decir que ni toda la energía del universo nos alcanzaría para llegar a la velocidad de la luz. En conclusión: el universo, la realidad donde vivimos es un escenario tetra-dimensional de espacio-tiempo donde todo es relativo, lo único constante es la velocidad de la luz.
La segunda teoría de Einstein es la teoría General de la relatividad, que se desprende de la anterior, pero le llevó a Einstein varios años terminarla, la cual fue presentada en un artículo científico en 1916, fecha en que Einstein ya era reconocido como un gran físico. En ella, nuevamente retoma este concepto de que el espacio-tiempo se puede deformar. Esta teoría explica el efecto gravitatorio, no como una fuerza de atracción, sino como la deformación del espacio. Por ejemplo, podemos imaginar un satélite en la órbita terrestre como atraído por una fuerza, algo parecido a lo que vemos al jugar con imanes, se atraen o repelen, que era precisamente la idea que habían mantenido los físicos. Sin embargo, Einstein nos dice que imaginemos ese satélite viajando en línea recta, siguiendo la ley de la inercia de Newton. Sin embargo, si deformamos el espacio, es decir que deformamos la “carretera” en la que viaja ese objeto, la trayectoria ya no será una línea recta, sino que se convertirá en una elipse o un círculo. Es así como se explica la fuerza gravitatoria con esta segunda teoría llamada la Teoría General de la Relatividad. Todas estas teorías han sido comprobadas. Recientemente la tecnología ha creado aparatos capaces de registrar las ondas gravitatorias, es decir las deformaciones que hay en el espacio debido a importantes acontecimientos cósmicos. En el último año se han detectado ondas gravitatorias como resultado del choque de los agujeros negros (también predichos por las teorías de Einstein). Ahora los físicos y astrónomos suponen que en el centro de toda galaxia ha de existir un agujero negro supermasivo.
La teoría de la relatividad rompió con muchos de los conceptos que se habían considerado por la física clásica como principios inamovibles como el tiempo y el espacio. También enunciando que la materia no es más que energía condensada. Otro tanto habría de hacer la teoría cuántica como veremos en breve.
La teoría cuántica
La segunda gran teoría del siglo XX que ha cambiado nuestra concepción de la realidad es la Teoría Cuántica. A diferencia de las teorías de la relatividad que describen los fenómenos macroscópicos y de escala cósmica, la Teoría Cuántica se escabulle en lo más diminuto que pueda existir. En 1900 el físico Marx Planck concluyó que la unidad más pequeña de energía que pueda existir es el cuanto, con esto dio nacimiento a toda una nueva rama de la física conocida como Mecánica cuántica. Las partículas atómicas tienden a existir en las unidades más minúsculas llamadas cuantos, y de estos hay ya muchos descubiertos a lo largo de los años como los electrones, protones, neutrones, fotones. Otros menos conocidos son los leptones, bosones, gluones, hasta los más escurridizos que se han descubierto recientemente como el Bosón de Higgs.
Si la teoría de la relatividad aportó conceptos completamente novedosos, esperen ver lo que resultó de la Teoría Cuántica, una teoría desarrollada por varios grandes científicos como Planck, Heisenberg, Bhor, Dirac, Schrödinger, quienes acabaron de establecer sus modelos matemáticos más importantes en 1925. Esta teoría nos dice que el universo, en su escala más diminuta, escala cuántica se comporta de forma completamente distinta a lo que estamos comúnmente observamos en el mundo macroscópico (física clásica). Veamos algunos de estos conceptos que hicieron que el mismo Albert Einstein expresara en forma exasperada: “No puedo creer que Dios juegue a los dados” o “Quisiera pensar que la Luna está ahí, aún cuando yo no la mire”. Y es que la mecánica cuántica nos dice que las partículas subatómicas se encuentran en forma indeterminada, mientras el observador no haga una medición de su estado.
Es decir que, en el mundo cuántico-subatómico las partículas no existen como corpúsculos, ya sea de materia o de energía, como habían imaginado todos los físicos hasta el siglo XIX. En ese estado cuántico las “partículas” de energía, existen como “onda de probabilidad”. Una onda de probabilidad que colapsa en el momento que decidimos observar el fenómeno, como lo demuestra inexorablemente el experimento de la doble rendija. Esto quiere decir que el observador mismo forma parte de la realidad. La realidad no existe independientemente del observador, sino que ambos son una misma cosa.
Se llama “colapso de la función de onda” al paso del estado indeterminado de función de onda, al estado de partícula. Es decir que un solo fenómeno como es la luz puede existir como onda o como partícula y esto depende de la forma como lo queramos observar, el cual también puede ocurrir cuando la partícula subatómica es alterada por cualquier factor externo como puede ser cualquier tipo de radiación “calor”.
Mientras las partículas permanecen en estado cuántico su estado es indeterminado, existen como función de onda, como mera probabilidad de estar en un sitio o en otro. Esta probabilidad estadística es lo que describen las ecuaciones de la mecánica cuántica (por cierto, con gran precisión). Es decir que en este nivel la existencia no es materia, ni energía sino simplemente información.
El entrelazamiento cuántico es otro efecto “metafísico” que se desprende de la mecánica cuántica. Esto es que dos partículas entrelazadas pueden conservar su entrelazamiento sin importar la distancia, cualquiera que esta sea, que las separe. Una partícula puede estar aquí en la Tierra y otra al otro extremo del universo y ambas van a reaccionar de forma sincronizada ya que se encuentran entrelazadas. Nuevamente Einstein dijo que esto era imposible ya que según su teoría nada puede viajar a mayor velocidad que la luz, y por lo tanto no habría forma en que ambas partículas pudieran comunicarse. Finalmente, el famoso experimento EPR demuestra que es posible el entrelazamiento de partículas y que el gran genio Einstein, estaba equivocado.
El rayo láser, las computadoras, los trenes de levitación magnética, todas son tecnologías que se desprenden del conocimiento de la física cuántica. Nuestra vida está radicalmente marcada por esta nueva ciencia que en realidad pocos llegan a comprender.
En el siguiente capítulo analizaremos las implicaciones que se han derivado de las Teorías de la Relatividad y la mecánica cuántica en el ámbito de la filosofía, incluso de la psicología.
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