Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next, donde se publicó originalmente

¿Por qué podemos recordar el pasado pero no el futuro? Puede parecer una pregunta sin sentido por la aparente trivialidad de la respuesta (“porque el futuro aún no ha sucedido”), pero no es en absoluto trivial el por qué nuestra “flecha del tiempo” psicológica tuviese que tener el mismo sentido de la que dicta la segunda ley de la termodinámica, que implica que los acontecimientos suceden en aquel sentido temporal en el que la entropía del universo aumenta. Un artículo en Physical Review E sugiere que estas dos flechas del tiempo tienen que coincidir necesariamente por las limitaciones que impone el significado de recordar algo, no “porque el futuro no haya sucedido”.

Las leyes fundamentales de la física son simétricas con respecto al tiempo: en la mecánica clásica newtoniana el tiempo es reversible, y en la relatividad general es tan sólo una coordenada más al igual que las del espacio. Dadas pues las posiciones y velocidades de un sistema clásico de partículas que interactúan el pasado y el futuro pueden en principio ser calculados completamente a partir de las leyes de la física. Por tanto las predicciones del futuro son tan precisas como las posiciones del pasado o, dicho de otra manera, son igualmente conocibles basándonos en el presente.

La existencia de una flecha del tiempo se suele explicar recurriendo al concepto termodinámico de entropía. En sistemas de muchos componentes es abrumadoramente más probable que los cambios ocurran en la dirección que incremente la entropía total del universo

Cómo percibimos el flujo del tiempo ya es otra cuestión. Los teóricos argumentan que el registro de información siempre implica un borrado como, por ejemplo, la inicialización de una memoria de ordenador al comienzo. Dado que el borrado siempre incrementa la entropía, la flecha del tiempo psicológica se alinea con la termodinámica.

Pero Leonard Mlodinow del Instituto de Tecnología de California y Todd Brun de la Universidad del Sur de California en Los Ángeles dicen que este argumento no está completo. En principio podrías librarte de cualquier necesidad de borrado e inicialización simplemente recordando todo, lo que implica que el registro de información en la memoria es completamente reversible respecto al tiempo. Pero, según los autores, aún en este caso las flechas temporales deben coincidir porque aplicaría un principio más amplio.

Los investigadores llaman a este principio generalidad. Ilustran su argumentación con un torniquete que registra el paso de moléculas de gas de una cámara a otra. El sistema comienza con la mayoría de las moléculas en la cámara de la izquierda y, en un cualquier instante, el torniquete es capaz de de dar una lectura del número neto de moléculas que ha pasado de la izquierda a la derecha tomando como referencia un tiempo dado que llamaremos “pasado”. Pero, dado que el sistema sigue leyes newtonianas predecibles y reversibles, la lectura podría interpretarse también como que muestra el número de moléculas que pasarán entre el instante de lectura y alguna referencia “futura”. Se puede demostrar que esto sería correcto ya que este número puede, en principio, calcularse. ¿Por qué entonces no podemos llamar a esto una memoria del futuro?

La razón por la que no podemos es porque para que el torniquete funcione como una memoria del pasado no es necesario que el estado del sistema en un tiempo de referencia pasado este especificado con precisión; cualquier cambio pequeño que consideremos en las posiciones de las moléculas en ese tiempo no afectará a la lectura posterior. Pero los pequeños cambios equivalentes en un tiempo de referencia futuro, por ejemplo por influencias en el sistema no previstas, lleva a inconsistencias.

Este tipo de memoria del futuro carece de generalidad: el requisito de que la memoria refleje con precisión el estado futuro del sistema independientemente de sucesos imprevistos. La lectura indica un estado futuro, pero sólo un estado futuro concreto. Es como si una cámara necesitase diferentes tipos de tarjetas de memoria para cada foto. Una memoria auténtica no puede depender de que el sistema se comporte de cierta manera. Podríamos decir, pues, que no tenemos una memoria del futuro porque el futuro es caos.

Referencias:

Ball, P. (2014) Why We Can’t Remember the Future Physics 7, 47 DOI: 10.1103/Physics.7.47

Mlodinow L. & Brun T.A. (2014). Relation between the psychological and thermodynamic arrows of time, Physical Review E, 89 (5) DOI: 10.1103/PhysRevE.89.052102

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance