Martes, 13 de octubre de 2009
Roger Penrose: "La Física está equivocada, desde las cuerdas hasta la mecánica cuántica"
Uno de los mayores pensadores de la física dice que el cerebro humano – y el propio universo – debe ser una función de acuerdo con una teoría que aún no hemos descubierto.
¿Quién es Roger Penrose?
Sir Roger Penrose, OM, FRS (nacido el 8 de agosto de 1931) es un físico matemático nacido en Inglaterra y Profesor Emérito de Matemáticas en la Universidad de Oxford. Está altamente considerado por su trabajo en física matemática, en particular por sus contribuciones a la relatividad general y la cosmología. También ha dedicado su tiempo a las matemáticas recreativas y es un controvertido filósofo.
¿Cúál es la obra más popular de Penrose?
Sin duda alguna la obra más célebre de Penrose, en lengua castella, es La nueva mente del Emperador.
Como nos diceel gran Martin Gardner en su Prólogo a esta obra, los grandes matemáticos y físicos encuentran sobremanera difícil – o poco menos que imposible – escribir un libro que los profanos podamos entender. Sin embargo, Roger Penrose, uno de los más notables físico-matemáticos de la actualidad, ha emprendido la tarea de producir este libro, destinado al público culto en general. Aquí Penrose nos explica principios de la teoría de la relatividad, mecánica cuántica, etc.; pero el propósito medular consiste en exponer sus conclusiones respecto a la llamada inteligencia artificial. Descarguelo vía Rapidshare.
Esta entrevista llega gracias al blog Ciencia Kanija:
Roger Penrose podría fácilmente ser justificado por tener un gran ego. Un teórico cuyo nombre siempre estará vinculado a gigantes como Hawking y Einstein, Penrose ha realizado contribuciones fundamentales a la física, matemática y geometría. Reinterpretó la Relatividad General para demostrar que los agujeros negros pueden formarse a partir de estrellas moribundas. Inventó la teoría de twistores — una novedosa forma de mirar a la estructura del espacio-tiempo — y también nos llevó a una comprensión más profunda de la naturaleza de la gravedad. Descubrió una notable familia de formas geométricas a las que se ha dado el nombre de Teselación de Penrose. Incluso destacó como investigador del cerebro, apareciendo con una provocadora teoría sobre que la consciencia surge a partir de procesos mecánico-cuánticos. Y escribió una serie de libros increíblemente legibles sobre ciencia que se convirtieron en éxitos de ventas.Y Penrose, de 78 años — ahora profesor emérito en el Instituto Matemático de la Universidad de Oxford— aún parece vivir la vida de un humilde investigador que apenas empieza su carrera. Su pequeña oficina está abarrotada con las pertenencias de los otros seis profesores con los que la comparte, y al final de cada día puedes encontrarlo corriendo para ir a recoger a su hijo de 9 años de la escuela. Con la curiosidad de un hombre que aún trata de hacerse un nombre por sí mismo, se devana los sesos en cuestiones fundamentales de amplia repercusión: ¿Cómo empezó el universo? ¿Existen dimensiones superiores del espacio y el tiempo? ¿La principal teoría en la física teórica actual, la Teoría de Cuerdas, realmente tiene sentido?
Debido a que pasado una vida inmerso en complejos cálculos, no obstante, Penrose tiene un poco más de perspectiva que la media de científicos que empiezan. Para lograr llegar al final de todo, los físicos deben forzarse a forcejear con el mayor misterio de todos: la relación entre las reglas que gobiernan las partículas fundamentales y las reglas que gobiernan las cosas grandes – como nosotros – que esas partículas conforman.En su reunión privada con la editora de DISCOVER Susan Kruglinksi, Penrose no se acobardó al cuestionar las piedras angulares de la física moderna, incluyendo la Teoría de Cuerdas y la Mecánica Cuántica. Los físicos nunca llegarán a abrazar las grandes teorías del universo, sostiene Penrose, hasta que no superen las cegadoras distracciones de las teorías a medio cocinar de hoy para llegar a la capa más profunda de la realidad en la que vivimos.
Usted procede de una colorida familia de gente que ha logrado grandes éxitos, ¿no es así?
Mi hermano mayor es un distinguido físico teórico, miembro de la Royal Society. Mi hermano menor terminó siendo 10 veces campeón británico de ajedrez. Mi padre procedia de una familia de cuáqueros. Su padre era artista profesional que hacía retratos — muy tradicional, muchos temas religiosos. La familia era muy estricta. Creo que ni siquiera se nos permitía leer novelas, ciertamente no en domingo. Mi padre tenía otros tres hermanos, todos los cuales fueron muy buenos artistas. Uno de ellos se hizo muy famoso en el mundo del arte, Sir Roland. Fue co-fundador del Instituto de Arte Contemporáneo en Londres. Mi padre fue genetista humano reconocido por demostrar que las madres mayores tienden a tener más niños con Síndrome de Down, pero tenía una gran cantidad de intereses científicos.
¿Cómo influyó su padre en su pensamiento?
Lo importante sobre mi padre era que no había límites entre su trabajo y lo que hacía para divertirse. Eso me caló. Hacía puzles y juguetes para sus hijos y nietos. Solía tener una pequeña cabaña en la parte de atrás donde cortaba cosas de madera con su pequeña sierra de pedal. Recuerdo que una vez hizo una regla de cálculo con 12 regletas distintas, y varios caracteres que podíamos combinar de formas complejas. Más adelante pasó mucho tiempo haciendo modelos de madera que se reproducían a sí mismos — lo que la gente ahora conoce como vida artificial. Eran dispositivos simples que cuando se unían, provocaban que otros trozos se unieran entre sí de la misma forma. Se sentaba en su cabaña y cortaba estas cosas de madera en grandes números, enormes.
Entonces supongo que su padre le ayudó a encender la chispa del descubrimiento de las Teselas de Penrose, repitiendo formas que encajan entre sí para formar una superficie sólida con simetría pentagonal.
Fue estúpido, en cierta forma. Recuerdo que le preguntaba — tenía unos nueve años — sobre si se podían encajar hexágonos regulares y hacer que fuesen redondos como una esfera. Y dijo, “No, no, no puedes hacer eso, pero puedes hacerlo con pentágonos”, lo cual me sorprendio. Me mostró cómo hacer un poliedro, y empecé ahí.
¿Las Teselas de Penrose son útiles o sólo hermosas?
Mi interés en las teselas tiene que ver con la idea de un universo controlado por fuerzas muy simples, incluso aunque vemos complicaciones por todos sitios. Las baldosas siguen reglas convecionales para hacer patrones complejos. Era un intento de ver cómo lo complejo podía ser satisfecho mediante reglas simples que reflejasen lo que vemos en el mundo.
El artista M. C. Escher estuvo influenciado por sus invenciones geométricas. ¿Cuál fue la historia?
En mi segundo año como estudiante graduado en Cambridge, asistí al Congreso Internacional de Matemáticas en Amsterdam. Recuerdo que vi a uno de los ponentes allí que conocía bastante bien, y tenía este catálogo. En la portada del mismo estaba el dibujo de Escher Day and Night (Día y Noche), uno con pájaros en direcciones opuestas. La escena es nocturna en un lado y diurna en otro. Recuerdo haber quedado intrigado por esto, y le pregunté dónde lo había conseguido. Me dijo: “Oh, bueno, hay una exhibición en la que podrías estar interesado de un artista llamado Escher”. Por lo que fui y quedé absorbido por estas extrañas y maravillosas cosas que nunca antes había visto. Decidí intentar dibujar algunas escenas imposibles por mí mismo y llegué a eso que se conoce como tri-barra. Es un triángulo que parece un objeto tridimensional, pero en realidad es imposible que lo sea. Se lo mostré a mi padre y él ideó algunos edificios y cosas imposibles. Entonces publicamos un artículo en British Journal of Psychology sobre todo esto y dimos las gracias a Escher.
¿Escher vio el artículo y se inspiró en él?
Usó dos cosas del artículo. Una fue la tri-barra, usada en su litografía Waterfall (Catarata). Otra fue la escalera imposible, en la cual había trabajado y diseñado mi padre. Escher lo usó en Ascending and Descending (Subiendo y Bajando), con monjes andando por las escaleras. Me encontré con Escher en una ocasión, y le di algunas teselas que harían un patrón repetitivo, pero no hasta que encajases 12 de ellas. Lo hizo, y me escribió para preguntarme cómo lo había hecho — ¿en qué estaba basado? Entonces le mostré un tipo de forma de pájaro que hacía esto, y lo incorporó en lo que creo que es la última obra que generó, llamada Ghosts (Fantasmas).
Admire la obra de Escher en este blog sobre geometría, creado para niños de educación primaria: Polígonos2
¿Es cierto que no se le daban bien las matemáticas de niño?
Era increíblemente lento. Viví en Canadá durante un tiempo, unos seis años, durante la guerra. Cuando tenía 8 años, sentados en clase, teníamos que hacer cálculos aritméticos mentales muy rápidamente, o lo que a mi me parecía muy rápido. Siempre me perdía. Y el profesor, a quien no le gustaba mucho, me bajó un curso. Hubo otro profesor bastante más intuitivo que decidió, después de que hubiese hecho horriblemente una de estas pruebas, que me pondría pruebas sin límite de tiempo. Puedes tomarte todo el tiempo que necesites. Todos tenemos el mismo examen. Se me permitió tomarme toda la siguiente hora de clase para seguir, la cual era una clase de juegos. Todo el mundo estaba siempre fuera divirtiéndose, y yo sufría para hacer esas pruebas. E incluso a veces me extendía hasta la hora siguiente. Por lo que era al menos el doble de lento que cualquier otro. Finalmente logré hacerlo bastante bien. Ya ves, si pudiera hacerlo de esa forma, obtendría notas altas.
Ha dicho que las implicaciones de la física cuántica en el mundo real son insensateces. ¿Cuál es su objeción?
La mecánica cuántica es una teoría increíble que explica todo tipo de cosas que no podían explicarse antes, empezando con la estabilidad de los átomos. Pero cuando aceptas la extrañeza de la mecánica cuántica [en el macro mundo], tienes que apartarte de la idea de espacio-tiempo que conocemos por Einstein. La mayor extrañeza aquí es que no tiene sentido. Si sigues las reglas, llegas a algo que simplemente no es correcto.
En la mecánica cuántica un objeto puede estar en varios estados a la vez, lo que suena alocado. La descripción cuántica del mundo parece completamente contraria al mundo que experimentamos.
No tiene ningún sentido, y hay una razón simple. Como ya sabe, las matemáticas de la mecánica cuántica tienen dos partes. Una es la evolución de un sistema cuántico, el cual se describe con una precisión extrema en la ecuación de Schrödinger. Esta ecuación te dice esto: Si conoces el estado en el que está ahora el sistema, puedes calcular lo que estará haciendo en los próximos 10 minutos. No obstante, hay una segunda parte de la mecánica cuántica — lo que sucede cuando quieres hacer una medida. En lugar de obtener una única respuesta, usas la ecuación para calcular las probabilidades de lograr una cierta salida. Los resultados no dicen: “Esto es lo que el mundo está haciendo”. En lugar de eso, simplemente describen la probabilidad de hacer alguna cosa. La ecuación debería describir el mundo de una forma totalmente determinista, pero no lo hace.
Lea el artículo completo en:
Ciencia Kanija
¿Es cierto que no se le daban bien las matemáticas de niño?
Era increíblemente lento. Viví en Canadá durante un tiempo, unos seis años, durante la guerra. Cuando tenía 8 años, sentados en clase, teníamos que hacer cálculos aritméticos mentales muy rápidamente, o lo que a mi me parecía muy rápido. Siempre me perdía. Y el profesor, a quien no le gustaba mucho, me bajó un curso. Hubo otro profesor bastante más intuitivo que decidió, después de que hubiese hecho horriblemente una de estas pruebas, que me pondría pruebas sin límite de tiempo. Puedes tomarte todo el tiempo que necesites. Todos tenemos el mismo examen. Se me permitió tomarme toda la siguiente hora de clase para seguir, la cual era una clase de juegos. Todo el mundo estaba siempre fuera divirtiéndose, y yo sufría para hacer esas pruebas. E incluso a veces me extendía hasta la hora siguiente. Por lo que era al menos el doble de lento que cualquier otro. Finalmente logré hacerlo bastante bien. Ya ves, si pudiera hacerlo de esa forma, obtendría notas altas.
Ha dicho que las implicaciones de la física cuántica en el mundo real son insensateces. ¿Cuál es su objeción?
La mecánica cuántica es una teoría increíble que explica todo tipo de cosas que no podían explicarse antes, empezando con la estabilidad de los átomos. Pero cuando aceptas la extrañeza de la mecánica cuántica [en el macro mundo], tienes que apartarte de la idea de espacio-tiempo que conocemos por Einstein. La mayor extrañeza aquí es que no tiene sentido. Si sigues las reglas, llegas a algo que simplemente no es correcto.
En la mecánica cuántica un objeto puede estar en varios estados a la vez, lo que suena alocado. La descripción cuántica del mundo parece completamente contraria al mundo que experimentamos.
No tiene ningún sentido, y hay una razón simple. Como ya sabe, las matemáticas de la mecánica cuántica tienen dos partes. Una es la evolución de un sistema cuántico, el cual se describe con una precisión extrema en la ecuación de Schrödinger. Esta ecuación te dice esto: Si conoces el estado en el que está ahora el sistema, puedes calcular lo que estará haciendo en los próximos 10 minutos. No obstante, hay una segunda parte de la mecánica cuántica — lo que sucede cuando quieres hacer una medida. En lugar de obtener una única respuesta, usas la ecuación para calcular las probabilidades de lograr una cierta salida. Los resultados no dicen: “Esto es lo que el mundo está haciendo”. En lugar de eso, simplemente describen la probabilidad de hacer alguna cosa. La ecuación debería describir el mundo de una forma totalmente determinista, pero no lo hace.
Lea el artículo completo en:
Ciencia Kanija
Bonus:
Descargue, vía Megaupload el libro de Penrose:
La mente nueva del Emperador
Estructura de la obra (tres primeros capítulos):
I. ¿CABE LA MENTE EN UNA COMPUTADORA?
Introducción
La prueba de Turing
Inteligencia artificial
La aproximación de la IA al “placer” y al “dolor”
La IA fuerte la habitación china de Searle
Hardware y software
II. ALGORITMOS Y MÁQUINAS DE TURING
Fundamentos del concepto de algoritmo
El concepto de turing
Codificación binaria de los datos numéricos
La tesis de Church-Turing
Números diferentes de los naturales
La máquina universal de Turing
La insolubilidad del problema de Hilbert
Cómo ganarle a un algoritmo
El cálculo lambda de Church
III. MATEMÁTICA Y REALIDAD
La tierra de Tor'bled-nam
Números reales
¿Cuántos números reales hay?
Enteros
Numeros naturales
Números Naturales
Numeros Reales
"Realidad" de los números reales
Números complejos
Construcción del conjunto de Mandelbrot
¿Realidad platónica de los conceptos matemáticos?
Hasta pronto:
Leonardo Sánchez Coello