Simplicidad

Naukas

Para los científicos la simplicidad es una guía hacia la verdad. Richard Feynman lo expresó de esta manera en “El carácter de la ley física”: “La verdad siempre termina siendo más simple de lo que pensabas”.

Simplicidad

Pero hemos de tener cuidado en no otorgar valor ontológico (lo que las cosas, en este caso la realidad, es en sí) a lo que solo tiene valor epistemológico (lo que podemos conocer). Así, estas afirmaciones lo que realmente nos están diciendo no es que los científicos prefieran que la realidad sea simple, sino que quieren que sus teorías sobre la realidad sean lo más simples que sea posible.

Pero, ¿qué hace que podamos clasificar una teoría científica como simple o, sencillamente, más simple que otra? Pues no es nada fácil responder a esta pregunta. Sí parece que hay algunos factores sobre los que podríamos decir que hay consenso. Las teorías simples postulan la existencia de pocas cosas, y de pocas clases de cosas; en este aspecto siguen al pie de la letra a Ockham: “no multipliques el número de cosas sin necesidad”. Las teorías simples también emplean el número mínimo de leyes, y esas leyes se expresan de la forma matemática más simple (sin entrar en profundidades, podemos comprender intuitivamente que se considere que la ecuación de una línea recta sea más simple que la ecuación de una curva complicada). Las teorías simples también son muy austeras en el uso de características arbitrarias, como números concretos que parecen mágicos, como la constante de Planck o la velocidad de la luz en el vacío.

Las teorías simples tienen una ventaja evidente: son más fáciles de usar, se llevan mejor con la forma en la que funcionan nuestros encéfalos humanos. No es de extrañar que esta compatibilidad biológica también se traduzca en atractivo estético; no es difícil encontrar citas de grandes científicos ensalzando la belleza y elegancia de tal o cual teoría, en no pocas ocasiones atribuyéndolas al universo, y es que ellos también son humanos (demasiado humanos a veces).

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Pero, ¿por qué motivo el hecho de que una teoría sea más simple habría de aumentar las probabilidades de que sea verdadera? Cuando un científico se enfrenta al hecho de que dispone de dos teorías rivales que son igualmente consistentes con los datos experimentales conocidos, indefectiblemente preferirá la más simple, basándose en la convicción (en principio no justificada a priori) de que será la más simple la que probablemente mejor concuerde con los datos experimentales futuros. Y esta convicción no es algo exclusivo de los científicos: si tenemos dos teorías, una que anticipa que la vida en México va a ser arrasada en las próximas 48 horas y otra que afirma lo mismo de los Estados Unidos, pero la primera es muy compleja, con multitud de variables, mientras la segunda es extremadamente simple, lo más probable es que observemos una emigración masiva de estadounidenses y no tanto de mexicanos.

Si los hechos demuestran aparentemente que las teorías más simples son también probablemente las más verdaderas, ello podría ser indicio de que el universo en su conjunto tiene una predisposición hacia la simplicidad. Y sería esta querencia lo que las ciencias físicas han venido explotando en su búsqueda de las leyes últimas que lo describen. Las simetrías que se buscan en estas leyes no son más que principios de simplicidad. Uno de ellos, por ejemplo, que se asume como algo natural, sin prestarle mucha atención, es que el futuro tiene que parecerse al pasado en sus aspectos más básicos y fundamentales.

Steven Weinberg comenta en “Dreams of a Final Theory” que la simplicidad para los científicos es más que una guía hacia la verdad. También es “parte de lo que entendemos por una explicación”. La simplicidad es lo que distingue “una bella teoría explicativa” de una “simple lista de datos”. Richard Dawkins usa un argumento similar en “The God Delusion”.

Dawkins afirma que las realidades complicadas son menos probables que las simples, y por lo tanto están más necesitadas de explicación. Si tomamos el ejemplo de la existencia de la vida humana, postular la existencia de Dios como causa no tiene sentido ya que “cualquier dios capaz de diseñar un universo ajustado cuidadosa y previsoramente para que lleve a nuestra evolución, debe tratarse de un ser sumamente complejo e improbable que necesita una explicación aún mayor que la que se supone que da.” Es la simplicidad de la selección natural lo que la convierte en una explicación satisfactoria de la existencia de la vida humana.

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Hay veces en las que parece que las teoría complicadas terminan siendo las verdaderas. Por ejemplo, la química moderna, que dice que existe toda una tabla periódica de elementos químicos frente a la simplicidad de los cuatro elementos de Empédocles o, ya puestos, del único de Tales. O la biología del XVIII con esa enorme cantidad de especies conocidas e inconexas más allá de su apariencia física o localización geográfica y creadas individualmente. En estos casos lo que suele ocurrir es que los científicos terminan encontrando teorías más simples que las explican a un nivel más fundamental, como la teoría atómica cuántica o la teoría de la evolución.

Y es basándose en este convencimiento de que debe existir una teoría última que simplifique de forma fundamental nuestra descripción del universo por lo que los científicos buscan una teoría unificada de la física. Una teoría que demuestre que las cuatro fuerzas conocidas (gravedad, electromagnetismo, fuerza nuclear fuerte y fuerza nuclear débil) no son más que manifestaciones de una sola superfuerza más básica. Una Teoría del Todo, como se suele llamar, sería superior a lo que conocemos hoy día, sencillamente, porque sería más simple: proporcionaría una mejor explicación (omnicomprensiva) que el puzle actual. Una teoría así sería lo máximo que la ciencia podría proporcionar sobre nuestro conocimiento del mundo, un non plus ultra.

Eso sí, siempre quedaría abierta a la especulación la cuestión de por qué esa teoría, por qué esas leyes. ¿Será porque es la más simple posible compatible con la existencia de un universo o es solo una de las posibilidades? Una cosa parece clara, no contendrá en sí la respuesta a una pregunta simple: ¿por qué existe el universo, este universo?

Este post ha sido realizado por César Tomé López (@EDocet) y es una colaboración deNaukas con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

11 comentarios

  • Avatar de .Masgüel.

    Entre otras virtudes, este es un blog donde te dejan contestar, aunque sean barrabasadas. Cesar Tomé escribe sobre temas muy interesantes, pero suele dejar alguna banderilla, a mi parecer, mal colocada.

    «lo que suele ocurrir es que los científicos terminan encontrando teorías más simples que las explican a un nivel más fundamental, como la teoría atómica cuántica o la teoría de la evolución.»

    Pero la teoría, a pelo, no explica por qué ciertos bichos cambiaron la función de un órgano al usarlo como vejiga natatoria. Para eso hay que añadir a la explicación las circunstancias concretas de aquella exaptación. No fue un proceso legaliforme. Como dice Stuart Kauffman, no hay una ley que determine su emergencia. Hay que contar su historia.

    «Una Teoría del Todo, como se suele llamar, sería superior a lo que conocemos hoy día, sencillamente, porque sería más simple: proporcionaría una mejor explicación (omnicomprensiva) que el puzle actual. Una teoría así sería lo máximo que la ciencia podría proporcionar sobre nuestro conocimiento del mundo, un non plus ultra.»

    Aún suponiendo la unificación de la física en una sola teoría coherente, seguiría sin ser una explicación omnicomprensiva. Porque una teoría de lo simple no explica lo complejo si no puede realizarse una derivabilidad lógica completa entre las teorías físicas y las de del resto de disciplinas científicas. Solo la consideración del azar como elemento primitivo en las primeras, ya lo impide. Resumiendo, una teoría física del Todo solo sería una teoría de lo más simple, una teoría de casi nada. Una explicación omnicomprensiva de la naturaleza es imposible, pero cualquier aproximación por nuestra parte habrá de ser necesariamente barroca, si quiere hacer justicia a la inmensa complejidad y diversidad de los fenómenos naturales.

    • Avatar de busgosu

      No sé si mi opinión sera calificada como una barrabasada, estimado Masgüel, a pesar de ello no me interesan esas valoraciones, porque según mi experiencia detrás de ellas no suele haber fundamento alguno, sino una censura psicosocial enraizada en la defensa de una fe cultural. Además las descalificaciones sobran cuando se tiene una explicación de los motivos del desacuerdo.
      Esto no quiere decir que las opiniones y las reflexiones de Cesar Tomé y las tuyas no sean interesantes, para mí ambas lo son.

      Estar abierto a escuchar la total libertad de expresión de otros, no es solo la libertad de expresión de los demás, es también la propia.

  • Avatar de Ricard

    No se trata de la voluntad de los científicos el tratar de postular leyes más simples para explicar el funcionamiento de la naturaleza, sino que éste es un requerimiento que parte de ella.

    Cuando decimos que nuestros cerebros se llevan mejor con las ideas simples, no podemos tratar esta idea como si fuera un argumento. Nuestro cerebro asimila mejor las ideas simples porque lo más complicado que puede hacer nuestro razonamiento es una simple «regla de tres». Una cosa diferente es que, a través de la experiencia podamos hilvanar muchas reglas de tres siguiendo una linea de razonamiento, pero esto es diferente.

    Realmente los motivos para que una teoria unificada sea simple y bella no se basan tampoco en ninguna convicción, sino que vuelven a ser un requerimiento natural. Detrás de esta idea subyacen principios universales, como son la jerarquia o independiencia, además de la eficiencia.

    Una teoría unificada debe ofrecer explicaciones fundamentales que no dependan de nada. Sino fuera así no sería una explicación final: el código fuente del Universo ha de ser independiente, incluso de cualquiera de nuestros criterios, en ningún caso podría ser arbitrario. La jerarquía, consecuentemente, también subyace como criterio en este planteamiento.

    Pero el verdadero motivo de que una teoría finalista sea simple y bella se basa en la eficiencia. Cuanto más simple sea un mecanismo más tiempo durará. Cuanto más simple sea una ley a más «efectos» físicos la podremos aplicar. Si el universo se ha de basar en una ley universal que establezca, además, una duración eterna, basarse en algo simplificado e independiente de nuestros criterios, no es un convicción ni un pensamiento, sino que es un requerimiento.

    Apelar a Dios en este escenario es una profunda perversión del razonamiento a menos que sea el Dios de Spinoza o Einstein, algo así como el Dios de la lógica. De hecho supone un contrasentido, pues lo invocamos sabiendo previamente que las preguntas que le vamos a formular no tienen respuesta. Para nosotros algo que es eterno ya es una imposibilidad lógica.

    Como dice Masgüel jamás una respuesta final podrá ser omnicomprensiva, pero eso no implica que no pueda basarse en el azar o pueda explicar el Universo en su totalidad. De hecho si examinamos con detenimiento el azar o la probabilidad en sí es un patrón de comportamiento (a nivel fundamental) que, además, a nivel global, podemos asimilar con la relatividad. De hecho, dado que toda nuestra física es relacional, como pasa con la probabilidad, toda ella se basa en la presencia necesaria de elementos opuestos. Una fuerza no sería más que ver esta relación entre opuestos en movimiento.

    Resulta curioso que la regla matemática más básica, y que en términos técnicos llamamos «supersimetría» sea igual que una regla ancestral ya conocida: el Ying-Yang o la unidad de los opuestos.

    Pensar que las constantes físicas son valores arbitrarios es una idea incompatible con la convicción de que existe un orden primario. Si este orden existiera y lo pudiéramos expresar de forma matemática, su valor ya estaría pre-determinado.

    La probabilidad (como dualidad) es una explicación fundamental e irracional del Universo que… además es independiente de cualquiera de nuestros criterios, pero eso no impide que pueda seguir patrones organizados de comportamiento.

    • Avatar de .Masgüel.

      «Como dice Masgüel…»

      No dice tal cosa. No me interesa el esoterismo y me repugna que se mezcle con temas científicos. Cada palo que aguante su bandera.

  • Avatar de busgosu

    Se busca la simplicidad, porque el método de observación utilizado, es el análisis de partes.
    Cada análisis se caracteriza por subdividir el escenario completo en parcelas de estudio y elementos, para después encontrar las relaciones entre los elementos.

    La ciencia, el conocimiento humano, se ha construido con el método de reducir la totalidad en partes. Primero se demarca una ventana para sólo mirar una parte del mundo, y luego se describen sus elementos, para el posterior examen de sus relaciones.

    De principio el método observacional se fundamenta en la simplicidad, pero la búsqueda de la simplicidad proviene de cuando se intenta volver a unir todas las partes del puzle.
    Encontrar el modo de unir todas las partes y que todas las conclusiones extraídas de cada parte encaje, se transforma en algo complicado, en una complejidad enorme.
    En resumen: del desarrollo de la simplicidad observacional, viene la complejidad de unirlo todo en el conjunto de la realidad que formaban, y en consecuencia se busca la simplicidad que una todo.

    El problema según mi opinión, está en la ausencia de un método de observación holística, que mire la realidad del universo en su totalidad sin reducirlo a partes. Además el holismo ha sido usado asiduamente por vende humos, creando una aversión cultural hacia el concepto, como si fuera palabrería vacía.

    P.D. Aprovecho para saludar a Ricard.

  • Avatar de Manuel

    Me parece excelente el blog y, en general, creo que la entrada está muy bien. Sin embargo, cuenta con algunas excentricidades, tales como que las teorías simples se adaptan mejor al encéfalo (incluyendo cerebelo y bulbo raquídeo). Me es mucho más natural afirmar que las teorías simples son más fácilmente formulables y entendibles. Si a un individuo se le ocurre una teoría igual de verificable y verdadera, pero más sencilla para explicar una cosa, esta probablemente remplazará a la primera y no creo que sea por ninguna facultad metafísica de la teoría, sino porque es más difundible y utilizable como instrumento de razonamiento. Hay otra cosa que no sé si incluirla como una excentricidad o error y es la consideración de la tabla periódica como una teoría. No soy químico pero, al menos en principio, la tabla periódica no la puedo entender como una teoría, en el sentido de conjunto de hipótesis relacionadas entre ellas que sirven para explicar la realidad y predecir fenómenos.

    Yo soy un estudiante de medicina y quizá por eso me suena un poco a chorrada esa clase de «teorías del Todo». Para nosotros es tan descabellado pensar en una teoría general de la enfermedad que imaginar una teoría del «todo» suena a que sólo lo puede hacer un físico aburrido con carácter de teólogo o un homeópata. Creo que esa tendencia teológica de formular una teoría elemental, al menos en los momentos en que nos encontramos, deriva en cosas como la muy divertida teoría de las cuerdas, que de sencilla acaso sólo tenga el nombre.

    Los físicos teóricos no tienen casi ningún límite para teorizar y eso está bien en cierto sentido, porque corren con la suerte de que una teoría totalizadora, aunque falsa, no le va a hacer mal a nadie. El mal que puede hacer una teoría falsa que pretende ser totalizadora en la medicina en cambio puede ser muy grande. Recuerdo la locura de una médico inglesa que aseguraba que todas las enfermedades provenían del intestino y la muy cerril escribió un libro cuyo título fue «el síndrome del intestino y la psicología» que reforzó la vieja idea de que los autistas eran además celíacos. Hoy por hoy una parte importante de los padres de niños autistas todavía utilizan dietas muy estrictas, especialmente sin gluten, que derivan en muchos casos en déficit alimenticios. Entonces el niño autista se vuelve un niño autista desnutrido. No me extrañaría en nada que la histeria gluten free esté influida en parte por el libro de la señora gastroloca.

    Pero bueno, por lo general, una teoría sin prácticamente correlato empírico, como pienso que pretende ser la del Todo, no puede ser muy dañina y mientras más formulen más probable es que que salga una cierta, como pasa con los chinos, que ganan en las olimpiadas no porque sean buenos sino porque son muchos y chinos.

    • Avatar de busgosu

      Estoy en desacuerdo con la suposición de que una teoría totalizadora no tenga consecuencias. Las distintas ramas de la física son en general el conocimiento que tiene el hombre sobre la realidad del mundo, el conocimiento físico es en sí una teoría totalizadora, siendo los conocimientos de la física la base de la medicina y del resto de disciplinas funcionales.

      Las conclusiones a las que llega la física son en sentido pragmático, el conocimiento del mundo que tienen los humanos. Las consecuencias de tener un cocimiento erróneo o fallido sobre la realidad del mundo en la que viven los humanos, es como estar ciegos ante una realidad que no podemos soslayar.

      Posiblemente o incluso sin ningún genero de duda, los mayores problemas que padece la humanidad se deben al desconocimiento sobre la realidad en la que viven.

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