La llegada y el cálculo de variaciones

Fronteras

En 2016, los heptápodos descendieron en sus inmensas naves hasta la superficie de la Tierra y obligaron a una humanidad incapaz de comunicarse entre sí misma a hacerlo con una especie completamente distinta… al menos en el cine. Al poco de su estreno, La llegada se ganó, por derecho propio, un lugar en prácticamente todas las listas de mejores películas de ciencia ficción. Y tenía todos los ingredientes necesarios para que así fuera: primer contacto con una civilización extraterrestre avanzada, mucho sentido de la maravilla y un planteamiento más original de lo que nos tiene acostumbrados Hollywood en los últimos tiempos.

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Fuente: Paramount Pictures./ Fair use

Basada en el relato de Ted Chiang «La historia de tu vida», descubrimos a Louise Banks, una lingüista que dará con la clave para hablar con nuestros visitantes y cuya percepción del tiempo se irá transformando a medida que aprende el nuevo idioma. Sin embargo, la película, sin olvidarlo del todo, no le da tanta importancia a un detalle que para Chiang sí parece tenerla —y, de hecho, es el germen de cómo nació la historia—: la aportación y visión científica de Gary Donelly (Ian en la película) es igual de fundamental que la de Louise para llegar a comunicarnos con los heptápodos.

Ted Chiang tiene la maravillosa costumbre de incluir, al final de sus antologías —La historia de tu vida (Marelle) y Exhlación (Sexto Piso)— algunas notas acerca de las ideas que desarrolla luego en sus narraciones, y esto es lo que encontramos cuando habla de cómo se le ocurrió «La historia de tu vida»; lo escribe en la primera línea, además: «Este relato nació de mi interés por los principios variacionales de la física». Y luego pasa a explicar diversas experiencias personales, el papel del principio de Fermat en la trama y la posibilidad de recordar el futuro tal y como planteaba Kurt Vonnegut en Matadero 5. Pero ¿qué son esos principios variacionales? Y, sobre todo ¿qué tienen que ver con el tiempo como para haber dado lugar a una historia como esta?

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Ted Chiang y la última edición en español de La historia de tu vida (Alamut). Fuentes: Arturo Villarrubia | Marelle CC BY-SA 2.0

Cálculo de variaciones

El cálculo de variaciones es una rama del análisis matemático cuyo objetivo es buscar funcionales —o funciones cuyo dominio es un conjunto de funciones, en lugar de un conjunto de valores— que hagan extrema una cantidad, esto es, que sea mínima o máxima. Se aplica a problemas del tipo: ¿cuál es el camino más corto entre dos puntos?, ¿y el más rápido?, o, entre todas las funciones que describen un sistema, ¿cuál es la que hace que la energía sea mínima? Es el tipo de cálculos que se utiliza para determinar cierta ruta en un GPS —la más corta, la más rápida o la más eficiente—, en diseño industrial y arquitectura —para calcular, por ejemplo, la cantidad mínima de materiales—, aeronaútica, economía —optimización de inversiones—, medicina —cálculo de dosis mínimas— y hasta aprendizaje automático.

Una de las aplicaciones más populares del cálculo de variaciones es el principio de Fermat, que establece que el camino que tomará un rayo de luz para ir de un punto a otro será aquel en el que el tiempo empleado sea mínimo —que no será necesariamente siempre el más corto—.[1] Y aquí está la cuestión: «… la luz no puede empezar a viajar en cualquier dirección y hacer rectificaciones más tarde. Porque el camino resultante de ese comportamiento no será el más rápido posible. La luz tiene que hacer todos sus cálculos al principio de todo», explica Ted Chiang en boca de Gary Donelly. Es como si el rayo de luz ya supiera de antemano por dónde tiene que ir, como si ya supiera la trayectoria que va a seguir desde el primer momento… como si viera el futuro.

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El cálculo de variaciones aparece en los lugares más insospechados, como estos arcos en forma de catenaria que Gaudí diseñó para La Pedrera de Barcelona y que también usó en la Sagrada Familia. Cualquier cuerda sujeta por dos extremos sometida a la atracción de la gravedad toma esta forma, porque minimiza la energía potencial del sistema. Fuente: Error / Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0,

En un principio, no habría ningún problema en expresar prácticamente toda la física fundamental con cálculo de variaciones —salvo que hacerlo podría amargarnos la existencia al obligarnos a hacer cálculos que son mucho más sencillos por los métodos habituales—. Si fuéramos una especie que percibe el tiempo «en bloque», sin distinguir pasado, presente y futuro, seguramente sería bastante más intuitivo hacerlo así… como los heptápodos. En el relato, que pone mucho más énfasis en esta cuestión que la película, el principio de Fermat es lo que ayuda a Louise a dar con la clave del lenguaje de los heptápodos o, al menos, la forma en la que entienden el mundo. Y es lo que le hace comprender por qué, a medida que aprende el idioma, empieza a tener visiones de su propio futuro.

Bibliografía

Chiang, T. (2017 [2002]). La historia de tu vida. Alamut.

Feynman, R. (2006 [1963]). The Feynman lectures on physics. Vol. I: Mainly mechanics, radiation and heat. Basic Books.

Villeneuve, D. (Director). (2016). La llegada [Película]. Paramount Pictures.

Nota:

[1] Imaginemos que estamos en la playa y queremos llegar lo antes posible a una boya que hay mar adentro. Para un buen corredor, el camino más rápido para llegar sería uno que transcurriera, sobre todo, por tierra. Un buen nadador, en cambio, trataría de correr lo menos posible y nadar el tramo más largo que pudiera. Se trataría de encontrar un equilibrio entre las dos habilidades.

Sobre la autora: Gisela Baños es divulgadora de ciencia, tecnología y ciencia ficción.

1 comentario

  • Avatar de Alejandro de la Fuente Moreno

    Como astrofísico, lingüista y amante de la buena ciencia ficción tengo que decir que esta película ha satisfecho todas mis expectativas en cuanto a lo científico. El presente artículo es fenomenal.

    • Avatar de Rawandi

      ¿Te parece científicamente aceptable la idea de una especie biológica que puede percibir «en bloque» pasado, presente y futuro? Yo encuentro esa idea tan grotescamente anticientífica que para mí echa a perder «en bloque» toda la película.

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