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1 Gravedad cuántica, acción mínima e intermatrices: hacia la articulación de inconmensurables Tesis presentada para optar al grado de Magister en filosofía Por: Stiven Camilo Mesa Escobar Dirigida por: Leonardo Cárdenas Castañeda PhD. En filosofía Profesor del departamento de filosofía de la universidad de Caldas Manizales, 2023 Universidad de Caldas Facultad de artes y humanidades Departamento de filosofía 2 Tabla de contenido Introducción........................................................................................................ 3 Capítulo 1. Las nociones básicas del modelo kuhniano ........................... 12 1.1. ¿Qué es un paradigma? ................................................................ 12 1.1.1. Ciencia revolucionaria: el paso de un paradigma a otro .................. 20 1.2. Inconmensurabilidad y teoría de cuerdas: primera aproximación al análisis de articulación interparadigmática....................................... 28 1.2.1. Propiedades conceptuales: extensión, intensión y subordinación ... 30 Capítulo 2. Teoría de cuerdas y gravedad cuántica de bucles: dos ejemplos de intermatrices ............................................................................. 36 2.1. Matriz disciplinaria ........................................................................... 37 2.2. Propuestas de gravedad cuántica: teoría de cuerdas (TC) y teoría de bucles (TB) .................................................................................................... 46 2.3. La teoría de cuerdas .......................................................................... 51 2.4. Conclusiones ..................................................................................... 59 Capítulo 3. Principio de mínima acción ................................................... 63 3.1. Acción mínima: principio base para la recuperación de teorías diferentes ...................................................................................................... 63 3.2. La acción en la formulación de Feynman de la mecánica cuántica .. 69 3.3. Mecánica cuántica de campos: el Lagrangiano del modelo estándar ....................................................................................................................... 71 3.4. Conclusiones ..................................................................................... 73 4. Conclusiones generales ........................................................................ 79 4.1. Contacto con la filosofía de la mente ................................................ 80 4.2. Contacto con la filosofía del lenguaje ............................................... 82 4.3. Contacto con la epistemología .......................................................... 83 5. Bibliografía ....................................................................................... 87 3 Introducción Las bases de este trabajo, por un lado, parten del modelo kuhniano, por otro, de las lecturas de libros de divulgación científica, en especial del físico y divulgador Carlo Rovelli, además, José Edelstein y Gastón Giribet por el texto “Cuerdas y supercuerdas”. Por este motivo, se encontrarán a lo largo del despliegue de la tesis con multitud de alusiones a sus trabajos divulgativos. Como una persona interesada en la filosofía de la ciencia tuve un acercamiento a las ideas del filósofo Thomas Kuhn, por supuesto, desde probablemente, el principal libro de tal filosofo: “Estructura de las revoluciones científicas”, esto sucedió antes de las lecturas de los mencionados autores de divulgación científica. Me parecieron las ideas de Kuhn muy apropiadas para la apreciación de lo poco que sabía de la ciencia como tal; es decir, sus categorías: preparadigma, paradigma, ciencia revolucionaria e inconmensurabilidad, me permitían contemplar la evolución de la ciencia desde sus inicios y los desarrollos más actuales. Esa es, precisamente, una de las ventajas del historicismo y en especial de Kuhn. Ya tenía, así, varias nociones prefiguradas antes de los intentos de comprensión de las ideas elementales de la teoría de cuerdas y lo que rondaba a su alrededor: una teoría del todo o de gran unificación. Sin embargo, en estos esfuerzos de comprensión de esta teoría, altamente compleja y sofisticada, di con que no era la única que intentaba conseguir la unificación de la relatividad general y la mecánica cuántica, también estaba en este intento la “Gravedad cuántica de bucles” y su exposición la encontré en “La realidad no es lo que parece” y “¿y si el tiempo no existiera?”, ambos de Carlo Rovelli. En este momento, entonces, cuando ya había tenido un acercamiento a Kuhn y a estas teorías científicas, ya no era pasivo en la consideración del modelo kuhniano, tuve la intuición de que hacía falta la incorporación de otra categoría (además de la mencionadas del modelo kuhniano) que hiciese justicia a los intentos de unificación o teorías de gravedad cuántica. De estos proyectos se reconoce mínimamente los siguientes aspectos, a) armonizan la Relatividad general y la Mecánica cuántica, b) en virtud de lo anterior, recogen aspectos 4 esenciales de ambas: la dinamicidad del espacio-tiempo y la tendencia a hacer discretas las magnitudes y, c) procurar hacer emerger la física descrita por estas dos teorías que difieren en su dominio o espacio de validez. La categoría que intuí no es para nada novedosa, es “interparadigma”, porque literalmente implica su sentido: “estar en medio de dos paradigmas”, ellos son, la Relatividad general y la Mecánica cuántica. La primera consecuencia que consideré fue que la inconmensurabilidad no debía de ser una tesis tan fuerte después de todo. Sin embargo, no es esta tesis hostil o crítica con los conceptos de Kuhn, respecto a esto, la cualidad que calificaría con certeza a este trabajo es: ser activamente propositivo en dicho modelo filosófico. Ahora, por fuerza y coherencia de lo antes expresado, lo que se defenderá es lo siguiente (tesis a sustentar a lo largo del trabajo): “la teoría de cuerdas y la gravedad cuántica de bucles son dos casos de ciencia interparadigmática”. No obstante, atendiendo a la complejidad que rodea el término paradigma, recuérdese las 21 o más acepciones que señaló Margaret Masterman en su conocida crítica de ambigüedad. Como sabrá el lector, Kuhn atendió a esta y le hizo frente con el reemplazo de “paradigma” por “matriz disciplinar”, por esta razón, me remitiré a los elementos de una matriz disciplinaria, en especial, a las generalizaciones simbólicas y a la ontología proyectada por los modelos. La tesis central del trabajo puedo precisarla del siguiente modo: “las propuestas de gravedad cuántica son ejemplos de intermatrices”. Lograré defender y desarrollar lo planteado con tres capítulos, el primero expone el modelo kuhniano, por consiguiente, este capítulo será esencialmente de trámite, pues muestra el sentido de las categorías previamente mencionadas, de nuevo: preparadigma, paradigma, ciencia revolucionaria e inconmensurabilidad. La sustentación de la tesis se verá con mayor fuerza desde el segundo capítulo, para lograrlo será necesaria la exhibición de las ideas esenciales de la Relatividad general y la Mecánica cuántica bajo los elementos de una matriz disciplinar. Con esto conseguiré sustentar que, efectivamente, la Relativa y la Mecánica cuántica son paradigmas inconmensurables, sin embargo, la teoría de cuerdas y la Gravedad cuántica de bucles son teorías que median bajo un enfoque de unificación. Para conseguir 5 mostrar cómo sería posible, el segundo capítulo dedica espacio en la descripción de la Teoría de bucles y la de cuerdas. luego de realizar lo dicho, encontré que elenfoque de unificación se caracteriza, prima facie, como una estrategia emergentista. El tercer capítulo deja de lado estas teorías (las de gravedad cuántica) y pasa a un principio, a saber, el de mínima acción, pues cumple con las características del término interparadigma: recuperar la física de teorías separadas por dominios diferentes. Estas teorías son: la dinámica de Newton y hace parte integrante de la formulación de Feynman de la mecánica cuántica, por otra parte, incluso, es rastreable hasta lo que se conoce como el “modelo estándar”, el marco teórico que describe las partículas elementales, bosones y fermiones, además de sus interacciones. Como ya he resumido el contenido de todos los capítulos del trabajo, entonces, especificaré a continuación los objetivos, no sin antes redactar la pregunta base que motiva la tesis: ¿cómo son posibles las propuestas que buscan unificar paradigmas inconmensurables? 1) Objetivo general: mostrar la importancia de la categoría intermatriz aplicada a las propuestas de gravedad cuántica. 2) Objetivo específico: exponer el modelo kuhniano que describe el desarrollo científico. 3) Objetivo específico: situar la relatividad general y la mecánica cuántica en los componentes de una matriz disciplinaria. 4) Objetivo específico: enfocar las propuestas de gravedad cuántica en los términos de una intermatriz. 5) Objetivo específico: explicar como el principio de mínima acción cumple una función de intermatriz. Respecto a la metodología de la tesis o el procedimiento para llevar lo planteado al cabo, seguiré el método analítico, un análisis conceptual de las teorías involucradas en las propuestas de gravedad cuántica. La tesis en un sentido general se enfoca en cómo se realizaría una lectura de las teorías de gran unificación bajo los lentes conceptuales del 6 modelo kuhniano. Si parto de la definición de filosofía analítica; a saber, análisis metateórico, esclarecimiento conceptual, entonces, esta tesis se compagina con estas afirmaciones acerca de la filosofía y, por consiguiente, con sus métodos. Por ejemplo, considérese lo que hago, específicamente, en el tercer capítulo, un análisis de segundo orden del principio de mínima acción. Para que quede latente como el principio de mínima acción establece relaciones interteórica, señalaré, por el momento, uno de los postulados de los que partió Feynman en su reformulación de la mecánica cuántica: Postulado 1 Todas las trayectorias posibles contribuyen de igual manera, pero con fases que le son específicas postulado 2 La fase de la contribución de una trayectoria posible es proporcional a la acción clásica1 medida en unidades ћ: 𝑠 [𝑦 (𝑡)] = ∫ 𝒅𝒕 𝐿(y, �̇�) Una vez alcanzado lo propuesto, uno de los posibles aportes de la tesis (y recalco el “posibles”) debe estar en la incorporación, al modelo kuhniano, el concepto interparadigma e intermatriz. Terminada la lectura en su totalidad del trabajo, esperaré que se pueda reconocer tal incorporación, no para perjudicar la lectura estándar de la filosofía de Kuhn, por el contrario, más bien, dotarla de una mayor amplitud, porque abordaría los más recientes trabajos en la física teórica, particularmente los de gravedad cuántica. Por lo tanto, también 1 Para mayor claridad de la ecuación aducida remítase al 3 capitulo donde se explica cada uno de los componentes de la misma, no obstante, en términos generales la ecuación afirma: integrar la acción S a lo largo de una trayectoria. 7 se ha de conceder que la perspectiva kuhniana de la ciencia se queda corta en su forma original, creo que no será difícil admitir que la Relatividad general y la Mecánica cuántica son inconmensurables, los detalles están en el segundo capítulo, no obstante, tanto la teoría de cuerdas como la gravedad cuántica de bucles buscan armonizar en un marco especial estas teorías. En relación a lo anterior, otro posible aporte o consecuencia favorable estaría sujeta a la relación que posibilitaría articular ambas matrices inconmensurables (la relatividad general y la mecánica cuántica). Es decir, la relación interteórica de reproducción, mediante una estrategia emergentista, rasgos de una posible intermatriz, permitiría la articulación de los mencionados inconmensurables. Tal relación interteórica no es ni de implicación o equivalencia, relaciones estudiadas en la llamada concepción heredada, es una relación tan especial que incluso articula inconmensurables. Tal como defenderé en este trabajo, la relación es interteórica porque recoge aspectos de ambas teorías y reproduce la física esperada, la continuidad del espacio o el campo gravitacional. Antes de pasar al desarrollo de los capítulos como tal haré un comentario acerca de si la teoría de cuerdas es pseudociencia. Mario Bunge, filósofo y físico argentino, en el libro: “Crisis y reconstrucción de la filosofía”, específicamente en el capitulo que dedica a la pseudociencia (cap. 8: “Diagnosis de la seudociencia”, 2002, Barcelona, Gedisa), ofrece una lista, a su juicio insuficiente, de tradicionales intentos de definir la ciencia. Mencionaré algunos de ellos obviando su enumeración original: el intento verificacionista, falsacionista, consensualista, pragmatista y formalista2. Posteriormente, Bunge da una lista de rasgos a considerar para definir lo que él denomina “campos de conocimiento”, C = <C, S, G, D, F, E, P, K, O, M>: C = la comunidad de sujetos cognoscitivos (que conocen) de C; S = la sociedad que hospeda C; G = la concepción general, cosmovisión o presupuestos filosóficos de C; 2 Tales intentos, por su puesto, están asociados a conocidos proyectos filosóficos de personajes de renombre, los miembros del circulo de Viena, Karl Popper, Peirce. 8 D = el dominio […]: los objetos estudiados o manipulados por C; F = el trasfondo formal: herramientas lógicas o matemáticas […] E = el trasfondo específico o conjunto de presupuestos de C que provienen de otros campos; P = la problemática o conjunto de problemas que se abordan en C; K = el fondo especifico de conocimiento acumulado por C; O = los objetivos o metas de C; M = métodos que pueden utilizarse en C (Bunge, 2002, pág. 217) Posteriormente, Bunge señalará algo de suma relevancia para la cuestión que planteada, es decir, si la teoría de cuerdas es o no seudociencia, los campos de investigación no son homogéneos y se dividen disyuntamente en: campos de investigación y campos de creencias, a partir de esto construye el siguiente esquema (Bunge, 2002, pág. 218): Ahora bien, el hecho de que los campos de conocimiento y de creencias se dividan disyuntamente no implica que, asociado a un campo de conocimiento encontremos sujetos cognoscentes (es decir C, del primer elemento de la lista citada) que no tengan algún sesgo, inclinación, propensión… a los subelementos del campo de creencias. Perfectamente alguien puede hacer parte de un campo de investigación y sucumbir a ideologías políticas o llamarle la atención pseudociencias, bastará poner como ejemplo a el mismísimo Newton, hombre de 9 matemáticas, física y alquimia. Lo que diferencia a la ultima de las otras dos es, por ejemplo, que el motor de cambio (es decir, desarrollo, modificación, contrastación, falsación, complementación…) no está asociado por criterios que podría extraer de: C = <C, S, G, D, F, E, P, K, O, M>. por el contrario, intervendría cuestiones relacionadas a: «[…] la controversia, la fuerza bruta, o la supuesta revelación […]» (Bunge, 2002, pág. 218). Es decir, por elementos que diría irracionales, ligados a la inmadurez cultural de una época y la persona en sí. La teoría de cuerdas, considero, sus causas de desarrollo, modificación, contrastación,falsación, complementación… se hallan en varios de los elementos C = <C, S, G, D, F, E, P, K, O, M>. Sin embargo, al ser la teoría de cuerdas una investigación situada en los límites del conocimiento (de ahí su denominación “física teórica”) será difícil advertir una contrastación o falsación que la exima del calificativo “pseudociencia”. No obstante, si me aparto debidamente de los requerimientos derivados de lo que comúnmente se llamaría “concepción heredada”, diré que la teoría de cuerdas esta lejos de ser pseudocientífica. Al estar esta tesis basada en los conceptos kunianos, entonces, una posible denominación a la teoría de cuerdas como seudocientífica no tendría mucha fuerza. No obstante, la teoría de cuerdas podría salvarse de tal denominación apelando a su coherencia o compatibilidad con teorías que no son para nada seudocientíficas, es decir, la teoría de cuerdas es compatible con lo teorizado por el modelo estándar, además, utiliza los diagramas de Feynman para describir las interacciones entre cuerdas, por nombrar algunos puntos de contacto o compactibilidad. En el modelo estándar confluyen la mecánica cuántica de campos y la relatividad especial, recuérdese el análisis de la simultaneidad de esta última teoría, explicada popularmente con trenes en movimiento, simplificando el asunto, el análisis de la simultaneidad implica que podemos trastocar el orden temporal de los acontecimientos dependiendo de los puntos de observación (o sistemas de referencia). La mecánica cuántica de campos sostiene que los cuantos o partículas son perturbaciones de un campo, entonces, para el campo electromagnético le asociamos varias partículas, el fotón y el electrón, por ejemplo, de igual forma con las demás partículas, que en resumen se clasifican como bosones 10 y fermiones, esto quiere decir, partículas de interacción que median entre fuerzas (nuclear débil y fuerte, electromagnética y gravitacional) y de materia. Los diagramas de Feynman se utilizan como una poderosa herramienta para representar las interacciones, cabría decir que detrás de cada diagrama existen grandes cálculos matemáticos. Entonces, al introducirse el análisis de la simultaneidad que he comentado, una interacción puede describirse de distintas formas, o con varios diagramas de Feynman (sin embargo, el limite que impone la velocidad de la luz conlleva a que ciertas partículas no puedan interactuar con otras bajo cierto espacio causal, esto se representa con un cono de luz). La teoría de cuerdas explica la variedad de partículas del modelo estándar mediante los modos de oscilación de las cuerdas. El hecho de que sea compatible con lo descrito por el modelo estándar es sorprendente y debería tomarse como indicio de que no es una pseudociencia. Para terminar este asunto, respecto con los puntos de contacto de la teoría de cuerdas con otras teorías, citaré una imagen que ilustra la versión de los diagramas de Feynman, pero con cuerdas, (Glaubach & Giribet, 2016, pág. 44): 11 Hay varias afirmaciones de la teoría de cuerdas que son muy difíciles de contrastar, por ejemplo, la misma afirmación de que las partículas elementales sean en realidad cuerdas a escalas más pequeñas. Además, la dimensionalidad mayor a 3 con 6 compactificadas (o enrollas en sí como una hoja de papel) y otas más para el tiempo, inaccesibles a nuestra experiencia. Lejos de ser afirmaciones difíciles de verificar son difíciles de refutar (o falsar a lo Popper). Aun así, podría alegar que hay falsaciones y verificaciones en “principio”, mejorando la potencia del colisionador de hadrones podrían determinarse una perdida o ganancia de energía provenientes de las dimensiones compactificadas, sin embargo, hay que esperar la mejora del afamado colisionador. 12 Capítulo 1. Las nociones básicas del modelo de Kuhn: antecedentes del concepto interparadigmático Para empezar, daré una exposición detallada del modelo kuhniano, por esto el capítulo es esencialmente explicativo. La lógica de las siguientes líneas es, pues, expositiva, alcanzaré este propósito mediante un seguimiento de: “La estructura de las revoluciones científicas”, haciendo énfasis en las categorías siguientes: preparadigmático, paradigmático y cambio revolucionario3. Al tocar este último punto, necesariamente he de hacerle frente a la tesis de la inconmensurabilidad. Se subordina lo anterior al objetivo siguiente: mostrar cómo se hace necesaria la introducción de una nueva categoría que haga honor a los desarrollos actuales de la ciencia teórica, en particular, la Teoría de cuerdas. Ella es: “interparadigma” o desarrollo interparadigmático. Dicho de otra forma, al enfrentar la terminología kuhniana que explica el desarrollo científico a la teoría de cuerdas, entonces, se hará necesario añadir “interparadigma”. Una consecuencia de este término es la regulación o delimitación de la tesis de la inconmensurabilidad, cual o como es la delimitación es asunto de otro capítulo. 1.1. ¿Qué es un paradigma? En la Estructura de las revoluciones científicas”, Kuhn ofrece varias de las caracterizaciones que interesan sobre los antecedentes del término que describiré: “ciencia 3 El término “interparadigma”, que propondré, lo desarrollaré en el segundo capítulo. Luego de presentar la relatividad general y la mecánica cuántica bajo los elementos de la “matriz disciplinaria”. Se propondrá la teoría de cuerdas y de gravedad cuántica de bucles como casos de ciencia interparadigmática (o en su defecto, intermatrices). Cabe aclarar, que el término “paradigma” fue sustituido por “matriz disciplinaria” por Kuhn con el objetivo de precisar su sentido, en tal medida utilizo el concepto “intermatriz”. 13 interparadigmática”. Las características que tal filósofo atribuyó al concepto de “paradigma” están relacionadas con el de ciencia normal: «Voy a llamar de ahora en adelante, a las realizaciones que comparten esas dos características, ‘paradigmas’, término que se relaciona estrechamente con ‘ciencia normal’» (Kuhn, 1971, pág. 34). Esas características son, prestigio y madurez de una teoría o conjunto de teorías, así, pues, un paradigma es una teoría o conjunto de teorías que goza de prestigio suficiente para atraer a una comunidad de científicos que se encargaran de la resolución de problemas, por otro lado, tal o tales teorías son lo suficientemente maduras, de tal manera que definen las prácticas, experimentos, resoluciones, métodos, fenómenos y problemas relevantes (primera definición de paradigma y sus características). El hecho de que un paradigma defina todo ello es causa de que el término en cuestión pueda ser asumido como un concepto muy complejo (o compuesto), de ahí que Margaret Masterman señalara diversas acepciones o ambigüedad4. La ciencia normal es, por consiguiente, la investigación o realización de la comunidad científica fundamentada en un paradigma, las teorías que han cumplido tal función son, por ejemplo: la Física de Aristóteles, el Almagesto de Ptolomeo, la Óptica y mecánica de Newton… a partir de las dos características de los paradigmas mencionadas, se sigue que no hay una reducción lógica, es decir, un paradigma no es exclusivamente un sistema de enunciados, leyes, generalizaciones simbólicas5, ya que el término “prestigio” es una concepción psicológica, es entonces un paradigma la unidad de entrega profesional. 4 «Kuhn, desde luego, con ese estilo cuasi-poético que tiene, hace verdaderamente difícil para el lector superficial la elucidación de lo que es un paradigma. Según mi cuenta emplea “paradigma” en no menos de veintiún sentidos, o posiblemente más […]» (Masterman, 1975, pág. 162). Entre tales sentidos se encuentran,por ejemplo, “un logro universalmente reconocido”, “una tradición o modelo”, “un principio que puede gobernar la percepción misma, “un libro de texto u obra clásica”, “una fuente de herramientas” … pero, como he dicho anteriormente, los múltiples sentidos se deben a que “paradigma” es complejo, más aún, cuando Kuhn buscó solventar la crítica mediante la sustitución del término, supuestamente ambiguo, por “matriz diciplinar”; igualmente, termina exponiendo su complejidad. Tal matriz está compuesta por: leyes, modelos y ejemplares. 5 La concepción enunciativista de la ciencia comprende las teorías como un sistema de enunciados, es decir, una forma de lenguaje sofisticado, en él se distinguen: un vocabulario teórico, lógico- matemático y observacional. En general los positivistas lógicos promulgaron esta posición, ello fue criticado por filósofos que consideraban que el análisis del lenguaje científico no es suficiente para comprender la naturaleza de la ciencia, para comprenderla hay que detenerse en su evolución histórica, los filósofos pertenecientes a este enfoque son, por ejemplo: el mismo Thomas Kuhn y Paul Feyerabend. 14 Siguiendo con afirmaciones psicológicas (segunda característica de un paradigma): «Un paradigma es una promesa de éxito y la ciencia normal es la realización de dicha promesa» (Flórez, 2011, pág. 17). Ello indica que los científicos pertenecientes a una tradición no se encargan de buscar novedad o refutaciones al paradigma, por el contrario, su labor es ajustarlo o hacerlo coincidir con la naturaleza. Que una comunidad científica, a la luz del modelo kuhniano, posea un paradigma es un requisito para el progreso de la ciencia (normal) porque, entre otras cosas, el paradigma proporciona a la tradición compromisos teóricos, para mostrar en qué consiste esto Kuhn ofrece varios ejemplos históricos, en el proceso incorpora el concepto preparadigmático. Indica la ausencia de un paradigma y, por tanto, no hay: «[…] una opinión única generalmente aceptada […]» (Kuhn, 1971, pág. 36). Para hacer notar esa importancia, seguiré el razonamiento del autor de la ERC en lo que respecta a la llegada de la óptica de Newton en el siglo XVIII, implicando a su debido tiempo, una opinión generalmente aceptada sobre la naturaleza de la luz. Antes de la consolidación de la Óptica: […] había numerosas escuelas y subescuelas competidoras, la mayoría de las cuales aceptaban una u otra variante de la teoría epicúrea, aristotélica o platónica. Uno de los grupos consideraba que la luz estaba compuesta de partículas que emanan de cuerpos materiales; para otro, era una modificación del medio existente entre el objeto y el ojo; todavía otro explicaba la luz en términos de una interacción entre el medio y una emanación del ojo; además, había otras combinaciones y modificaciones (Kuhn, 1971, págs. 36-37). Muestra lo anterior una proliferación, en efecto, de compromisos sobre la naturaleza del fenómeno en cuestión, actualmente se comprende la luz como una partícula cuántica que se propaga como una onda, el fotón. Pero la Óptica entendía la luz como corpúsculos de materia, 15 hay un solo compromiso ontológico, hay una base firme, en la etapa preparadigmática6 cada nueva escuela, o científico, se encontró en la situación de construir desde cero su teoría. El siguiente ejemplo histórico es referente a la investigación sobre la naturaleza de la electricidad, con tal ejemplo, se hará latente cómo un paradigma propicia el hecho significativo o el relevante aspecto de la naturaleza a investigar. El modo como Kuhn muestra la instauración del paradigma de Franklin indica tres modos de interpretar la electricidad; el primero, la atracción y generación friccional; el segundo, la repulsión como aspecto esencial de la electricidad; tercero, un fluido. Por lo tanto, al considerar la electricidad, la interpretación del paradigma de Franklin, como un fluido se propicia pautas de investigación, de aplicación tecnológicas, entre ellas, la botella de Leyden. Cabría señalar, el paradigma del fluido eléctrico podía explicar los fenómenos de atracción y repulsión. Ahora, una situación similar puede rastrearse en: […] al estudio del movimiento antes de Aristóteles, de la estática antes de Arquímedes, del calor antes de Black, de la química antes de Boyle y Boerhaave y de la geología histórica antes de Hutton. En ciertas partes de la biología —por ejemplo, el estudio de la herencia— los primeros paradigmas universalmente aceptados son todavía más recientes; y queda todavía en pie la pregunta de qué partes de las ciencias sociales han adquirido ya tales paradigmas (Kuhn, 1971, pág. 40) Dentro de todas esas teorías o paradigmas citados ¿Por qué ellos y no otros en su lugar? Inocentemente se ha de pensar que las teorías que llegan a consolidarse como paradigmas son más exitosas que otras, en efecto esta es una respuesta que da el mismo autor de la Estructura, por otra parte, la siguiente respuesta que arroja Kuhn introduce un nuevo sentido de paradigma: «[…] una promesa de éxito discernible en ejemplos seleccionados y todavía incompletos» (Kuhn, 1971, pág. 52). Enseguida añade, con intención de evitar confusión 6 Podemos anticipar, la ciencia en el enfoque kuhniano se desarrolla en distintas etapas, en la primera (la preparadigmática), la ciencia se encuentra en un estado de inmadurez por la ausencia de un paradigma, en este sentido podemos entender la etapa preparadigmática. 16 entre términos, que la ciencia normal es la realización de esa promesa de éxito, esto es su articulación, la del paradigma. Bajo esta lógica, entonces, la mecánica de Newton es buen ejemplo de un paradigma que ha dado un modelo o ejemplo7. En química la ley del inverso del cuadrado, un gas a temperatura constante, el volumen es inversamente proporcional a la presión sobre éste, cuya ley es obviamente parte integral de la ley de la gravitación: directamente proporcional al producto de las masas e inversamente proporcional al cuadrado de las distancias. En electrodinámica se aprecia en la ley de Coulomb, describe la fuerza ejercida entre cargas eléctricas: «[...] dos objetos cargados, de tamaño mucho menor que la distancia que los separa, la fuerza entre ellos varía en forma directa con el producto de sus cargas, e inversamente con el cuadrado de la distancia entre ellos» (Hewitt, 2007, pág. 414). Los paradigmas, además de determinar el hecho significativo, los problemas relevantes de investigación de la tradición científica, los posibles mecanismos de solución a los problemas, con sus ejemplares o soluciones concretas suministradas, proporciona criterios de aplicación de los conceptos, a este respecto, Kuhn hace alusión al Wittgenstein de las Investigaciones, pues, es un problema planteado en filosofía del lenguaje, naturalmente, así: «¿Qué debemos saber, preguntaba Wittgenstein, con el fin de aplicar términos como "silla', 'hoja' o 'juego' de manera inequívoca y sin provocar discusiones?» (Kuhn, 1971, pág. 82). Debe haber reglas de aplicación de los conceptos de clase8, esas reglas están fijadas por el paradigma en cuestión, no se infiera aquí que un paradigma es posible de caracterizar por un conjunto de reglas exclusivamente, de hecho, este filósofo e historiador de la ciencia afirma en la misma 7 Ejemplo de modelo o patrón, lo afirma Kuhn previamente a su afirmación de promesa de éxito, puede ser explicada por analogía al siguiente caso de conjugación: «En la gramática, por ejemplo, 'amo, amas, amat' es un paradigma, debido a que muestra el patrón o modelo que debe utilizarse para conjugar gran número de otros verbos latinos, v.gr.: para producir 'laudo, laudas, laudat'» (Kuhn, 1971, pág. 51). 8 O en un sentido más básico,reglas de aplicación de los conceptos de individuos, las clases de mesas con tres patas, hay un conocimiento (conjunto de descripciones intensionales representativas de sus cualidades) de las características que debe satisfacer algo para que sea clasificado como mesa, si aumentamos la intensión o conjunto de descripciones intensionales la extensión disminuye, por tanto, son más específicos los miembros, hasta tal punto que llegamos a conceptos de individuos bien concretos. La diferencia es pues de grado, grado de concreción. 17 página: «En realidad, La existencia de un paradigma ni siquiera debe implicar la existencia de algún conjunto completo de reglas» (Kuhn, 1971, pág. 82). Los científicos aprenden a aplicar, ya sea conceptos, leyes o teorías, en la actividad de resolución de problemas, esto añade que los aprendizajes de ellos viene dada a través de tal actividad, la actividad de resolución de problemas es una que no tiende a la novedad, porque la ciencia normal, lo ha establecida Kuhn, tiende a ajustar el paradigma con la realidad, hay que hacer mediciones precisas, experimentos con los instrumentos más apropiados para el propósito y en este proceso la invención de instrumentos que lo permitan, por ejemplo, la máquina de Atwood, claro, es una novedad, pero está encaminada a comprobar hechos conocidos primordialmente, para el caso las leyes de la mecánica del movimiento. A fin de cuentas, la aplicabilidad de los conceptos… no necesita estar orientada por reglas, sino: «La ciencia normal puede seguir adelante sin reglas sólo en tanto la comunidad científica pertinente acepte sin discusión las soluciones de los problemas particulares que ya se hayan llevado a cabo» (Kuhn, 1971, pág. 86). Al parecer, la aplicabilidad es una cuestión de imitación, pero imitación apegada a aquellos problemas resueltos, que ya son tomados por la comunidad científica como ejemplares. La aplicabilidad de los conceptos, estructuras taxonómicas y leyes, cambian en las transiciones de paradigmas, en las revoluciones científicas, por caso, de la mecánica clásica a la mecánica cuántica. En tales transiciones no solo se discute por la aplicabilidad, sino de la naturaleza misma de la ciencia, pues, la primera es determinista, la segunda probabilística e indeterminista. Hasta ahora he dicho que la ciencia normal busca sobre todo desarrollar el paradigma, las investigaciones dentro de un paradigma son esencialmente acumulativas9, sin embargo, en algún momento el paradigma se enfrenta a anomalías, es decir, en la tarea de hacer ajustar el paradigma, la naturaleza lo excede: «A continuación, se produce una exploración más o menos prolongada de la zona de la anomalía. Y sólo concluye cuando la 9 La ciencia normal es acumulativa porque tiende a hacer a un lado las anomalías, a lo sumo, incorpora mediante estrategias ad hoc, por otro lado, lo que se busca en este tipo de ciencia es, esencialmente, el ajuste del paradigma a la naturaleza. Por estas razones es acumulativa. 18 teoría del paradigma ha sido ajustada de tal modo que lo anormal se haya convertido en lo esperado» (Kuhn, 1971, pág. 93). No obstante, es factible que la anomalía para ser racionalizada requiere del abandono del paradigma y la construcción de uno nuevo. Para ver como sucede esto en parte, es necesario continuar reconstruyendo la forma como explica Kuhn los descubrimientos científicos. Una condición necesaria para una novedad fáctica es la percepción de la anomalía, es decir, según el significado que adopta este término, diríase que algún fenómeno no cae bajo una ley, así Kuhn expresa que es, por una parte, un reconocimiento observacional en cuanto que se ha percibido que la naturaleza ha excedido las expectativas o límites de un paradigma. En el proceso del descubrimiento del oxígeno distintos científicos, Scheele, Priestley y Lavoisier habían obtenido oxígeno, sin embargo, los dos primeros no satisficieron un punto importante para que se les adjudicará la novedad fáctica. Tal punto no satisfecho es la condición suficiente: un reconocimiento conceptual de la anomalía. No es suficiente el saber de alguna manera que existe un fenómeno que excede los límites de un paradigma, ya que Priestley al calentar óxido rojo de mercurio interpretó lo resultante como óxido nitroso y luego como aire con menos cantidad de flogisto, pero Lavoisier interpretó la anomalía incorporando un cuerpo conceptual que articuló de una forma más satisfactoria tal fenómeno, incorporando el término oxígeno. Más aún, el reconocimiento conceptual tiene diferentes consecuencias y entre tales consecuencias es llevar al cabo procedimientos experimentales distintos a como se utilizarían en el paradigma dominante, esto de acuerdo a que Lavoisier presta mayor interés al aspecto cuantitativo10, en cuanto que se diseña una balanza (o gasómetro) para medir el peso y el 10 Nota sobre el aspecto cualitativo del descubrimiento del oxígeno, Lavoisier, por ejemplo, midió la masa de una muestra de estaño y aire que luego calentó en un recipiente. De esta manera pudo notar que tal masa era la misma (numéricamente) antes y después del calentamiento. Este tipo de razonamiento subyace en la formulación de la ley de la conservación de la masa. El flogisto de los cuerpos, al liberarse en el proceso de combustión deberían, en principio, perder peso, pero la evidencia numérica a la que prestó Lavoisier le encauso al oxígeno, no como un aire flogistisado, interpretación como la que dio Priestley. 19 volumen. Ahora bien, en las condiciones que explica Kuhn para los descubrimientos científicos identificó la tesis de la carga teórica de las observaciones11, pareciéndome de esta forma plausible dicha tesis y la forma en que se explica la estructura de los descubiertos, y las razones son las siguientes. Lavoisier satisfacía la condición suficiente de tener un reconocimiento conceptual articulando su hipótesis, que es la teoría de la combustión del oxígeno, sin embargo, Priestley de alguna manera también llevo al cabo una articulación conceptual, pero tal articulación se asemejaría a una incorporación ad hoc, en cuanto que se analiza la anomalía sin exceder los límites de la teoría del flogisto. La tesis de la carga teórica en las observaciones se puede rastrear cuando se explica el descubrimiento del oxígeno, por lo que sigue: estoy considerando componentes wittgensteinianos y tales componentes sustentan un holismo donde la pregunta base es ¿por qué las cosas se ven como se ven? La respuesta sostiene que no se puede descomponer la observación y la percepción como la suma de las sensaciones, porque el todo no es igual a la suma de sus partes constitutivas, en el acto de percibir interviene paralelamente o simultáneamente creencias, conceptos o en general un campo teórico, de esta manera no es posible una reducción. Por lo tanto, Priestley vio aire desflogistizado por tener un cuerpo teórico que le permitía ver eso, Lavoisier vio oxígeno por tener un sistema conceptual que le permitió ver el mundo diferente y comprenderlo diferente. Puesto que la etapa preparadigmática es un estado de inmadures de la ciencia, donde se encuentra en un estado de infancia, la posesión de un paradigma señala el paso a un estado de madures o desarrollo. Porque el paradigma proporcionaría una amalgama de elementos a una comunidad de investigadores, entre ellos: una “visión del mundo”, una “ontología”, “el hecho significativo”, “ejemplares paradigmáticos” o soluciones a problemas universalmente reconocidas, “generalizaciones simbólicas” y, etc. Esta es una buena marea de comprender 11 La tesis de la carga teórica de las observaciones implica el rechazode la existencia de observaciones neutrales, por el contrario, la observación se halla sometida a una carga teórica. La figura pato-conejo es un ejemplo de ello. El filósofo Norwood Hanson fue uno de los principales defensores de esta tesis, rastreable en su libro “Patrones de descubrimiento” (1958), sosteniendo que los datos observacionales no son simplemente hechos objetivos, ellos están permeados de teoría. 20 el concepto paradigma, una teoría o conjunto de teorías que proporciona este tipo de elementos variados a una comunidad científica. 1.1.1. Ciencia revolucionaria: el paso de un paradigma a otro De lo visto anteriormente, son las anomalías las causas del abandono de un paradigma y la antesala de uno nuevo, pero no es lo único, pues: «[…] el surgimiento de nuevas teorías es precedido generalmente por un periodo de inseguridad profesional profunda» (Kuhn, 1971, pág. 114). Entonces, este es otro criterio o indicio que permitirá establecer límites que separen un paradigma de otro, inseguridad profesional, esta es proveniente de los constantes fracasos de un paradigma, o de aquellos científicos que trabajan en ajustarlo a la realidad. Revisa Kuhn estas ideas en varios episodios de crisis, uno: en la conocida revolución copernicana en relación a la astronomía ptolemaica, dos: el paso de la teoría del flogisto a la teoría de la combustión de Lavoisier, tres: el periodo de crisis de la mecánica de Newton a la relatividad. Cada una de las teorías reemplazadas afrontaron un periodo de crisis, posibilitada por la percepción de fenómenos que no provee el paradigma, en el caso de la teoría del flogisto, el incremento del peso de ciertos cuerpos, como los metales, en la combustión. No obstante, al enfrentar esta anomalía, se crean diversas formulaciones de la teoría del flogisto12, esta es otra característica que explica el paso de un paradigma a otro, es decir, en tal transición hay una proliferación de formulaciones del paradigma a reemplazar. En cuanto al campo de la astronomía, no se niega que la perspectiva teórica de Ptolomeo sea exitosa en la medida siguiente, predice la posición y movimiento de los planetas al igual que el modelo de Copérnico, entonces, prima facie, la evidencia observacional que se puede alegar a favor de una teoría no es condición suficiente para la elección de una o de otra. Respecto de la predilección de la copernicana hay factores externos, como la reforma del calendario, y en otra perspectiva, se suele mencionar un criterio pragmático, como la sencillez. Al incorporar 12 En ocasiones el flogisto tenía peso, en otras, ingrávido. O que dicha sustancia podía ser o no ser caustica. 21 círculos sobre círculos (la trayectoria normal de un planeta en la visión aristotélica- ptolemaica era circular, entonces, para explicar el movimiento retrógrado percibido se introdujo en el modelo círculos adicionales en tal trayectoria general), es decir, movimientos ad hoc, como el ecuante y los epiciclos, la teoría de Ptolomeo resultaba ser muy compleja en el mal sentido: En el siglo XVI, Domenico da Novara, colaborador de Copérnico, sostuvo que ningún sistema tan complicado e inexacto como había llegado a ser el de Tolomeo, podía existir realmente en la naturaleza. Y el mismo Copérnico escribió en el Prefacio al De Revolutionibus, que la tradición astronómica que había heredado sólo había sido capaz de crear un monstruo (Kuhn, 1971, pág. 116). Entonces el fracaso, preludio a la consolidación de un nuevo paradigma, está también asociado a los mecanismos propios de la teoría para acercarse o explicar los fenómenos que son objeto de su estudio. Si es posible explicar los mismos fenómenos de manera más simple, por consiguiente, esta nueva teoría más simple es aquella por la que se ha de optar. Así, ¿Cuál o cuáles son los fenómenos por los que puede aparecer un nuevo paradigma (o teoría)? Y en relación a la posible respuesta de esta pregunta ¿Qué tipo de relación puede guardar distintos paradigmas? En la sección IX de “La estructura de las revoluciones”, el autor muestra un paralelismo con las revoluciones políticas, por fuerza de este paralelismo, la relación de un paradigma con otro, que supone ser su reemplazo, no es exclusivamente racional, como ocurre en las revoluciones políticas, el siguiente cuadro dará una idea del paralelismo. Revoluciones políticas Cambio de paradigmas 1) Fracaso de las instituciones para resolver problemas. 1) Acumulación de anomalías (el paradigma ha dejado de funcionar adecuadamente, la naturaleza excede el paradigma). Sentimiento de mal funcionamiento Sentimiento de mal funcionamiento 22 2) Cambio de las instituciones (hacer lo que las anteriores prohibían) 2) Crisis, porque no hay paradigma, solo candidatos. Persuasión en el tránsito de instituciones, no solo criterios racionales operan en la elección de alguna. Persuasión en el tránsito de un paradigma a otro, no solo criterios racionales operan en la elección de un paradigma. Aunque la relación de distintos paradigmas no sea totalmente lógica, no implica que no puedan señalarse aspectos racionales, uno de ellos ya ha sido expuesto, la simplicidad, cuando se habló de los modelos geocéntrico y heliocéntrico. Este último modelo parte de los mismos hechos, de los fenómenos ya explicados por el primero, sin embargo, este es solo uno de los posibles fenómenos de los que puede partir un nuevo paradigma: «Una segunda clase de fenómenos comprende aquellos cuya naturaleza es indicada por paradigmas existentes, pero cuyos detalles sólo pueden comprenderse a través de una articulación ulterior de la teoría» (Kuhn, 1971, pág. 156). Es decir, aquellos fenómenos que sólo son comprensibles en la perspectiva de un paradigma, cuando no lo son, entonces, serán considerados como el fenómeno anómalo. Este surge con mayor fuerza cuando la teoría es lo suficientemente madura o articulada, cuando los científicos han avanzado lo suficientemente en la tarea de hacer encajar el paradigma con la naturaleza: Sólo cuando fallan esos esfuerzos de articulación encuentran los científicos el tercer tipo de fenómenos, las anomalías reconocidas cuyo rasgo característico es su negativa tenaz a ser asimiladas en los paradigmas existentes. Sólo este tipo produce nuevas teorías […] Pero si se adelantan nuevas teorías para resolver anomalías en la relación entre una teoría existente y la naturaleza, la nueva teoría que tenga éxito deberá permitir ciertas predicciones que sean diferentes de las derivadas de su predecesora. Esta diferencia podría no presentarse si las dos teorías fueran lógicamente compatibles (Kuhn, 1971, pág. 157). 23 Con lo expresado cabe preguntar ¿es posible una teoría básica que pueda articular dos paradigmas diferentes? reflexionando un poco sobre la situación de la teoría de cuerdas, me encuentro con una teoría que busca reproducir las explicaciones de la Relatividad general y la mecánica cuántica. Es la teoría de cuerdas una revolución, pero una interparadigmática, pues, literalmente, se encuentra entre teorías, es una que no busca el abandono del otro paradigma, por el contrario, pretende la incorporación del gravitón en el modelo estándar, el cuanto de la interacción gravitacional. La TC parte de los hechos de la relatividad general, por ejemplo, la dinámica del tejido espacio-tiempo, con esto evidencio uno de los posibles caminos que pueden hacer surgir un nuevo paradigma (primer posible fenómeno) en esta medida es lógicamente compatible la TC (teoría de cuerdas) y la RG (relatividad general), sin embargo, la TC es compatible con otra teoría que se encuentra en el otro extremo de la RG, a saber, la mecánica cuántica, puede explicar cada una de las partículas elementales del modelo estándar, según su modo deoscilación, según la energía cinética de la cuerda en oscilación, se entenderá el número de partículas elementales. Aunque la teoría de cuerdas es compatible con estos extremos, no obstante, siguen siendo incompatibles la RG y la MC sin una que medie. Por otra parte, Kuhn afirma sobre el tránsito de un paradigma a otro, pero anteriormente hace una crítica sobre la concepción de la ciencia como un corpus que solo avanza en relación a adiciones, respaldada esta visión estrictamente acumulativista por un epistemología en especial, que la mente está en la capacidad de elaborar observaciones neutrales, cuyas observaciones constituyen el fundamento de la ciencia, no sólo esto, sino, tales observaciones neutrales son la evidencia empírica de una teoría, la teoría que más evidencia observacional tenga es la mejor entre las competidoras13. En este sentido las reflexiones de Kuhn sobre la naturaleza de las revoluciones científicas 13 Puede encontrarse este tipo de afirmaciones cuando Kuhn hace su examen de las transiciones de un paradigma a otro o, en su defecto, en el desarrollo de la tesis de la inconmensurabilidad, nótese, por ejemplo, en la sección X “La revoluciones como cambio del concepto del mundo”, encontramos sentencias en contra de la idea de la existencia de observaciones neutrales: «[…]los cambios de paradigmas hacen que los científicos vean el mundo […] de manera diferente. Las demostraciones conocidas de un cambio en la forma (gestalt) visual resultan muy sugestivas […] lo que antes de la revolución eran patos en el mundo del científico, se convierte en conejos después» (Kuhn, 1971, pág. 176). 24 también están acompañadas por una revisión epistemológica. Esta epistemología es atribuida a las concepciones del positivismo lógico: […] a favor de esta concepción restringida de una teoría científica surge en discusiones sobre la relación entre la dinámica contemporánea de Einstein y las ecuaciones dinámicas, más antiguas, que descienden de los Principia de Newton. Desde el punto de vista de este ensayo, esas dos teorías son fundamentalmente incompatibles en el sentido ilustrado por la relación de la astronomía de Copérnico con la de Tolomeo: sólo puede aceptarse la teoría de Einstein reconociendo que la de Newton estaba equivocada. (Kuhn, 1971, pág. 159) Para Kuhn la referencia de los conceptos de la dinámica de Newton y la de Einstein no tiene la misma referencia, luego, no pueden ser considerados como desarrollos acumulativos. De hecho, señala Kuhn: «La masa newtoniana se conserva; la einsteiniana es transformable por medio de la energía. Sólo a bajas velocidades relativas pueden medirse ambas del mismo modo e, incluso en ese caso, no deben ser consideradas idénticas» (Kuhn, 1971, pág. 63). Entonces la red conceptual con la que los científicos ven el mundo es diferente, en el paso de una teoría a otra, cambia el sentido y la referencia, luego, los científicos tienen un cambio de percepción. Añádase a lo anterior, que no solo es un cambio de percepción, es un cambio de ontología (además del cambio semántico) además, cambian los problemas a solucionar, los cánones que hacen a dichas respuestas una verdadera resolución. En la obra principal de Thomas Kuhn, La estructura de las revoluciones científicas, el desarrollo científico, en general, es explicado a partir de una secuencia de gestiones de consolidación y cambios de teorías, desde episodios preparadigmáticos, paradigmáticos y revolucionarios. La inconmensurabilidad es el rasgo distintivo de aquellos cambios o tránsitos de teorías revolucionarias, es el caso del tránsito de la teoría Aristotélico-Ptolemaica al Heliocentrismo, de la Mecánica de Newton a la Relatividad y de la teoría del Flogisto a la química moderna (Lavoisier). 25 No obstante, la tesis de la inconmensurabilidad no ha tenido una única formulación, por motivos de ataques de otros filósofos14 o, simplemente, por madurez del pensamiento de Kuhn: «La primera versión de la tesis de la inconmensurabilidad de teorías se denomina versión semántica, en razón de que en ella la atribución de inconmensurabilidad depende del cambio semántico radical del significado y el referente de los conceptos básicos» (Flórez, 2011, pág. 46). En virtud de lo citado se formula la inconmensurabilidad del siguiente modo: “son inconmensurables dos teorías si y sólo si el lenguaje de T1 es intraducible al lenguaje de T2”. Sea T1, por ejemplo, la teoría Aristotélico-Ptolemaica y T2 la astronomía Heliocéntrica, si tomamos el término “planeta” a la luz de T1, entonces su referencia comprende al sol y la luna, bajo T2 el término cambia de extensión, de suerte que comprende a nuestro propio planeta, cosa que no ocurre en T1 y, excluye al sol y a la luna, estos pasan a ser una estrella y un satélite, por tanto, además de cambio de referencia hay cambio de sentido, estos motivos imposibilitan la traducción sin pérdida de significado, incumpliendo la sustitución de términos salva veritate15. 14 Por ejemplo, Donald Davidson en “Sobre la idea misma de un esquema conceptual” (Davidson, 1990), sostuvo que la tesis de la inconmensurabilidad es incoherente con lo que hace el mismo Kuhn en su obra, es decir, comparar teorías y argumentando que no es posible un lenguaje común. A fin de cuentas, inconmensurabilidad implica incomparabilidad. Criticas similares fueron hechas por: Bas van Fraassen: En su libro "La imagen científica" (Fraassen, 1996), Larry Laudan: En su libro "La ciencia y el relativismo" (Laudan, 1993). 15 La tesis de la subdeterminación de las teorías de Quiene (Dos dogmas del empirismo) básicamente consiste en, al ser enunciativista, que los enunciados observacionales pueden estar determinados por varias teorías, entonces, la evidencia empírica a favor de una teoría no puede determinarla completamente. Entonces, la subdeterminación de las teorías por evidencia empírica u observacional implica que tal evidencia puede ser ofrecida para teorías contradictorias simultáneamente. Por tanto, para Quine, no podemos elegir una teoría sobre otra a base de su evidencia empírica, así, intervendrán otros factores como: su simplicidad, coherencia y capacidad predictiva. Ahora bien, Kuhn distingue tres tipos de fenómenos, el determinable a partir de dos paradigmas (por ejemplo, la predicción de las posiciones de los cuerpos celestes y eclipses tanto por el modelo heliocéntrico y el geocéntrico), el segundo: el que solo puede ser determinable a partir de un único paradigma (el oxígeno de Lavoisier en contraste con la teoría del flogisto) y el tercero, el que no ha sido determinado por ningún paradigma, es decir, el fenómeno anómalo. Entonces, aunque el modelo geocéntrico y el heliocéntrico son dos paradigmas inconmensurables pueden tener alguna base observacional común o predecir los mismos fenómenos, en este punto la tesis de la subdeterminación de Quine es similar a la inconmensurabilidad, pero se diferenciarían en la medida en que esta última tesis hace hincapié a la traducción de las estructuras taxonómicas independientemente de alguna base común. 26 Antes de pasar a revisar la reformulación de esta versión semántica, cabe señalar algunas consecuencias, ontológicamente T1 y T2 difieren, lo último por cambio de referencia de los términos, además, porque la ontología es una función o consecuencia del marco conceptual que se adopte, puesto que T1 y T2 son marcos conceptuales distintos, así, hay cambio de ontología. Metodológicamente hay grandes diferencias, piénsese en la física cualitativa de Aristóteles y la mecánica de Newton, un partidario de la primera escasamente hará mediciones, por el contrario, los partidarios de la restante sí. Entiéndase lo anterior bajo el sentido que se leda al concepto de “movimiento”, para Aristóteles es el paso de la potencia al acto, para Newton es el cambio de lugar, por ello para unos es de gran importancia medir, para los otros no, por tales razones es claro que un científico dentro del paradigma de la mecánica de Newton le resulte provechosos instrumentos de medición que las hagan precisas, en nada les servirían tales instrumentos a un Aristotélico. Otra consecuencia, ahora respecto a la comunicación: En las Secciones X y XII yo he afirmado que en tales debates, uno y otro bando inevitablemente ven de manera diferente algunas de las situaciones experiméntales u observacionales a las que tienen acceso. Sin embargo, como los vocabularios en que discuten de tales situaciones constan predominantemente de los mismos términos, tienen que estar remitiendo algunos de tales términos a la naturaleza de una manera distinta, y su comunicación, inevitablemente, resulta sólo parcial (Kuhn, 1971, pág. 302). La mecánica de Newton es unificadora, pues, contiene las leyes del movimiento planetario de Kepler y, por otro lado, los estudios sobre la dinámica del movimiento de Galileo; en tal sentido, las teorías unificadoras de tal tipo no representarían prima facie un obstáculo para el concepto de inconmensurabilidad. Esta clase de unificación no lo representa, pues tales investigaciones, las de Galileo y las de Kepler, pueden ser subsumidas en un paradigma; tal paradigma está representado por el libro “Philosophiae naturalis principia mathematica”. La comunicación no resultaría parcial, el resultado es N= GUK (Newton , Galileo, Kepler), sin embargo, no podre decir, RG U [N= GUK]16 por razones ya expuestas, estas son, distinta 16 En este caso la comunicación sí sería parcial. 27 referencia de sus términos y distinto sentido. Para resumir y completar las razones que establecerían que dos teorías son inconmensurables, véase los siguientes puntos: 1. Tiene lugar un cambio de significado y el referente en el vocabulario de las teorías […] 2. No hay Intertraducción entre los lenguajes de ambas teorías: si la traducción es un mecanismo mediante el cual se sustituye sistemáticamente palabras y expresiones en una lengua, por palabras y expresiones en otra lengua, el éxito o fracaso de dicho mecanismo radica en (a) la preservación del sentido y la referencia de las palabras involucradas, y (b) como consecuencia de dicha preservación, se garantiza la intercambiabilidad salva veritate. 3. Como consecuencia de (i) y (ii) no hay un criterio lógico que permita medir ambas teorías. 4. Como consecuencia de (i) y (ii) ocurre un cambio en los compromisos metafísicos, ontológicos y metodológicos por parte de las comunidades científicas. 5. La comunicación entre las comunidades científicas colapsa […] 6. Hay cambio en la forma de visión del mundo o cambio perceptual […] La inconmensurabilidad es un fenómeno análogo a las “reestructuraciones perceptuales” de la teoría de la Gestalt, que describe los cambios paradigmáticos como “ver” cosas distintas mirando lo “mismo”: unos contienen cuerpos forzados que caen lentamente y otros péndulos. como consecuencia de la inconmensurabilidad perceptual, hay un cambio en la forma de visión del mundo (Flórez, 2021, págs. 47- 48- 49). Se podría recurrir a las evidencias de naturaleza histórica que da el mismo Kuhn para defender la inconmensurabilidad, e identificar que en efecto se cumplen los seis puntos señalados. De las cuales ya se han anunciado algunas, tal es una, del paso a la física aristotélica a la newtoniana, tal es otra, de la newtoniana a la teoría de la relatividad, además, se podrá añadir, el paso de la teoría del flogisto a la química de Lavoisier, finalmente, el tránsito de la teoría del contacto a la teoría química de la pila voltaica. conviene añadir la versión sofisticada: «Dos teorías T1 y T2 son inconmensurables syss sus estructuras taxonómicas no son homologables» (Flórez, 2011, pág. 54). De inmediato salta a la vista que Kuhn restringe la imposibilidad de traducción de teorías inconmensurables a las estructuras taxonómicas o de clase, es decir, en la versión semántica es un fenómeno 28 global, en esta versión taxonómica es un fenómeno local porque solo se restringe a las estructuras taxonómicas. 1.2. Inconmensurabilidad y teoría de cuerdas: primera aproximación al análisis de articulación interparadigmática Solo hace falta echar un ligero vistazo a la teoría de cuerdas para percatarse de la posibilidad de unificación, reconoceré distintos tipos, un tipo de unificación donde los términos clasificatorios y cuantitativos no son diferentes; es el caso de la mecánica de Newton, la dinámica del movimiento de Galileo y las leyes del movimiento planetario de Kepler. Por lo tanto, se debería intuir que tal unificación presume una misma base ontológica, matemática y coextensiva, esto último en el sentido siguiente: el campo de sus términos (referenciales) se aplica a las mismas cosas. Es decir, como, por ejemplo, el concepto planeta se aplica al mismo tipo de objetos, como no podría suceder con el mismo concepto en la teoría Tolemaica. Se cumple la unión de Newton y las restantes teorías señaladas sin aparente inconveniente, entonces: N= G∪K La teoría de cuerdas conlleva dificultad mayor, aun suponiendo que sea posible que tal teoría unifique la relatividad general y la mecánica cuántica de forma concluyente, TC= RG ∪ MC. las razones que dificultan el proyecto de unificación: la relatividad general es importante en la descripción del movimiento y posición en márgenes de magnitud muy grandes; a nivel de galaxias, pues es allí donde la gravedad tiene total notabilidad, caso contrario en el régimen de la mecánica cuántica. Además, la entidad espacio-tiempo es dinámica; por interactuar con la materia, finalmente el espacio-tiempo es continuo en oposición a discreto. Lo mostrado es correspondiente al elemento RG, respecto a MC: el espacio de aplicación es acerca de lo muy pequeño, habla de probabilidades17, y comprende una tendencia a reducir en entidades 17 La mecánica clásica es determinista porque el estado pasado de un acontecimiento determina el estado presente, a su vez, el estado presente determinará el futuro. Entonces, conociendo la posición y la velocidad de un objeto puede determinarse su trayectoria futura, la mecánica cuántica es 29 discretas la realidad, primero sucedió con la materia; luego, con la energía. Entonces, la expresión TC= RG ∪ MC no está al nivel de simplicidad unificadora que la primera: N= G∪K. La teoría de cuerdas no es la única que busca una teoría cuántica de la gravedad, la teoría cuántica de lasos (o bucles) es otra de ellas, cada una tiene sus ventajas y dificultades, lo cierto es que ambas pretenden ser teorías de gran unificación, por tanto, pueden ser tomadas como casos para sustentar la tesis central de este trabajo: “es posible la ciencia interparadigmática”18. La teoría de cuerdas es una teoría difícil de contrastar, se halla en los limites teóricos, sin embargo, al predecir un número de dimensiones compactificadas (6), entonces, se esperaría una ganancia o pérdida de energía en procesos de colisión, como en el LHC, de altas energías. Si hay una pérdida de energía, puede ser porque se escapa a una de esas dimensiones compactificadas. Una dimensión compactada es una dimensión adicional, enrollada a escalas elementales. Por el lado de la falsación en un sentido básico popperiano, podríamos decir, cuando una cuerda tiene cada uno de sus extremos en branas diferentes, entonces, la teoría predice una partícula de carga igual a 2, por decirse de algún modo, si se halla una partícula de carga 3, la teoría estaría en camino a la falsación. Pero los partidariosde la teoría cuántica de bucles19 podrían alegar que su teoría es más simple en el aspecto dimensional, no invoca estas dimensiones compactificadas, sin embargo, la teoría de cuerdas es simple en otros aspectos, contraria, solo determina probabilidades, por ejemplo, conociendo la posición de un electrón solo podrá predecirse una nube de posibilidades para su futura aparición: «Imaginemos un electrón. Su posición no es un número concreto en un sistema de referencia dado; en su lugar, tenemos un elenco de posibles lugares donde el electrón puede estar. Este elenco es la superposición, mientras que cada uno de los posibles lugares es un estado de la misma» (Pérez, 2017, pág. 21). 18 Una teoría es interparadigmática si: a) recupera la física de dos paradigmas, en este caso la relatividad general y la mecánica cuántica, b) recoge los aspectos distintivos de ambos paradigmas, en el caso de la teoría de cuerdas y de la teoría cuántica de bucles, la dinamicidad del espacio-tiempo (relatividad general) y el aspecto probabilístico y discreto de la naturaleza a nivel subatómico (mecánica cuántica), pero cada una de ellas a su modo, por ejemplo, la de bucles no requiere de más de las tres dimensiones espaciales cotidianas, la otra requiere D = 10. 19 Lee Smolin, Carlo Rovelli, Abhay Ashtekar, por ejemplo. 30 reduce la realidad a la cuerda, las múltiples partículas son sus estados de vibración. Igualmente, las interacciones (nuclear fuerte y débil, electromagnética y gravitacional) se ven simplificadas, no hay más que las predichas por las cuerdas: se atan en sus extremos y hacen una nueva cuerda, o se atan para hacer una cerrada, el siguiente dibujo ilustrará las interacciones básicas entre cuerdas (dibujo de autoría propia). Entonces, una de las ventajas de reducir la realidad a cuerdas es, a primera vista, la posibilidad de describir el cuanto gravitacional, una cuerda cerrada, la otra ventaja que está en estrecha relación con la anterior, su potencial unificador, más aún al ser extensas: «sienten la geometría del espacio tiempo en el que se propagan […] experimentando su geometría en varios puntos a la vez» (Glaubach & Giribet, 2016, pág. 34). De aquí podría deducir, prima facie, la descripción de la anatomía de la cuerda refleja la forma del espacio en el que se propaga, esto no puede suceder baja la noción de punto material.20 1.2.1. Propiedades conceptuales: extensión, intensión y subordinación 20 En el siguiente capítulo se presentará con mayor detalle la teoría de cuerdas y la gravedad cuántica de bucles en miras de poder presentar la noción de interparadigma a partir de sus rasgos. 31 En este apartado dedicaré esfuerzo para observar como las distinciones lógico-lingüísticas21: extensión, intensión, subordinación, aportan una paronímica para comprender un posible sentido de unificación. restringiendo el análisis del término “concepto” en la vertiente de índole lógico-lingüística, esta alternativa es conveniente en varios aspectos, distinta a la visión psicológica. Dentro de esta última se suele encontrar que un concepto es una imagen mental, esta definición si se fuerza tiene la dificultad de fallar con nociones complejas, ¿Cómo será la imagen mental del concepto megágono? Teniendo presente que un megágono es una figura de un millón de lados. Y de seguro, aun sin poseer dicha imagen mental podemos comprender la noción implicada en el concepto “megágono”. El concepto puede ser interpretado y tratado como una unidad terminológica, y en tanto término, se distinguen las siguientes propiedades, a saber, la extensión y la intensión. En terminología se entiende por intensión conceptual (la definición) al conjunto de sus características que lo componen, comprendido con un ejemplo resulta mejor caracterizada: Las principales características técnicas del concepto lámpara incandescente son las siguientes: lámpara (es decir, fuente luminosa); materia que emite luz (a saber, materia sólida); emisión de luz a raíz de un calentamiento (es decir, como resultado de un calentamiento por el paso de una corriente eléctrica) (Wüster, 1998, pág. 29). Hay que hacer notar la modalidad del anterior ejemplo, es decir, la denotación. Al unir tal conjunto de oraciones referenciales, nos arroja la definición del concepto lámpara incandescente: «Una lámpara incandescente es una lámpara eléctrica cuya materia sólida es calentada, directa o indirectamente, por una corriente eléctrica (es decir, por el calentamiento de una resistencia) a una temperatura suficientemente alta como para emitir luz» (Wüster, 1998, pág. 30). Si es posible la sustitución de términos correferenciales salva veritate, estamos frente a un lenguaje extensional, por ejemplo, dadas las oraciones, “la puerta de la casa mide 2 metros 21 Son lógicas en cuanto hacen parte del estudio de asuntos como la definición, la explicación y la consistencia de estas. Se asocia “lingüísticas” por una idea obvia, describe entidades del lenguaje. 32 de altura”, y la oración “la puerta de la casa mide 200 centímetros”. Es evidente que si sustituimos los términos correferenciales 200-centímetros por 2-metros, se sigue manteniendo, guardando, conservando, su valor de verdad, son dos modos de presentar una referencia en el sentido fregeano. Por tanto, podemos utilizar el término “extensión” para precisar el número o el conjunto de cosas al cual se aplica determinado concepto. Además, del primer uso explicado (sustitución de términos salva veritate) la extensión conceptual se caracteriza mediante la noción de clase. Clase en un sentido básico se define como un conjunto de individuos que se asocian por sus cualidades La semejanza conceptual se establece por la identidad en la intensión, es decir, el concepto X se relaciona con Y porque comparten intensión (intensión en un sentido terminológico- denotativo). Por lo tanto, según la semejanza entre conceptos obtenemos las siguientes dos posibles relaciones, A) la subordinación y, B) la coordinación: «Si uno de los dos conceptos posee todas las características del otro, además, como mínimo una característica adicional, se dice que es un concepto subordinado del otro; el otro se convierte en su concepto genérico» (Wüster, 1998, pág. 32) X es un concepto genérico de Y, si X posee más características (intensionales descriptivas) que Y, expresamos entonces que: Y está subordinado a X. Ejemplo: manzana es un concepto subordinado de fruta, así, X (fruta) > Y (manzana), es decir, X es mayor que Y. A la inversa Y < X, donde X respecto de Y es su concepto genérico o, X tiene una característica suplementaria que lo distingue de Y. Ahora bien, respecto a la coordinación lógica. Entendemos que el concepto o nombre descriptivo complejo: el autor de esta investigación, tiene la misma intensión descriptiva (definición) que; Stiven Camilo Mesa Escobar. De esta manera los conceptos están coordinados, por otro lado, el concepto manzana tiene la misma intensión que el concepto pera. No obstante, que dos conceptos tengan la misma intensión, o parte de ella, no significa que se comparta la misma extensión conceptual, perros y gatos tiene la cualidad de ser mamíferos, misma intensión, no obstante, no existe compatibilidad extensiva en el sentido siguiente: «perros y gatos son mamíferos. Sin embargo no existe mamífero que sea a la vez perro y gato» (Wüster, 1998, pág. 33). 33 Aplicaré lo dicho hasta ahora a lo que nos interesa, si afirmo que las cosas terrestres son extendidas, la “extensión” es un predicado que se aplica al conjunto de las cosas terrestres, es como si fuese una noción genérica. Pero es básica la noción, lo “extendido”, porque es en virtudde ella que se define las demás cosas; por caso, las terrestres. La teoría de cuerdas al partir de la base teórica de que la realidad en último análisis es energía condensada con forma de cuerdas, obtenemos así el criterio genérico último y definicional. Pues, “todas las cosas del universo son cuerdas”, el predicado es verdadero de todo lo que es el mundo, con independencia de si estamos en las descripciones de la teoría de la relatividad general o la mecánica cuántica; de esta manera la teoría de cuerdas es el criterio genérico, y es el criterio definicional porque es gracias a tal concepto que se podrían construir definiciones, explicaciones o teorías que presupongan tal análisis de la realidad en cuerdas. Subordinación Subsume C C= {teoría de cuerdas} P= {física de partículas} R= {paradigma de la relatividad} Se puede cumplir el papel de subordinación por ser genérico, la teoría de cuerdas podrá articular estas dos teorías P y R por mencionada razón, por tanto, la articulación puede ser dada por intensión (o definición) pese a que la extensión de R y P sean distintas. De la misma manera en que “perro” y “gato” son mamíferos22, pero no hay una compatibilidad 22 Es decir, misma definición. C P R R P 34 extensional23; no hay gato-perro. En ocasiones utilizar una simbolización puede llevar a precisar lo que se desea comunicar. C= (R ∪ P) . (P≠R) La restricción está dada por motivos ya dichos, no tienen la misma extensión, evidencia de ello es el régimen distinto, por otro lado, la unión de R y P también la he sugerido; por la relación de subordinación con respecto a C. Adicionalmente ¿En qué consiste la unión? Respuesta: C incluye varios aspectos esenciales de R; la dinámica del espacio, la equivalencia entre materia y energía, la energía (o materia) interactúa con la geometría del espacio-tiempo; es decir, la forma en que se compacta, el espacio determina los modos de oscilación de las cuerdas, esto último es importante para comprender los distintos tipos de partículas del modelo estándar. Y de recoger P: la tendencia de discretizar. Como, por ejemplo, las fuerzas fundamentales, quedando como reto la gravedad, el llamado gravitón es una partícula de interacción candidata a entrar al modelo estándar, además de hacer discreto el espacio. Todo lo expuesto en la teoría C, como marco conceptual que reproduce R y P. En el siguiente capítulo se dedicará mayor tiempo a la descripción de la teoría de cuerdas, además, se presentará, también, la “gravedad cuántica de bucles”. Pues, es otra propuesta en vigente desarrollo para describir el espacio-tiempo a escala cuántica, antes de la exposición de estas dos teorías de gravedad cuántica, se suministrará una descripción de las teorías a 23 No en el sentido de sustitución salva veritate, sino de clase. Entidad básica Micro régimen Macro régimen Restricción 35 unificar, la Relatividad general” y la “Mecánica cuántica”. Estas exposiciones estarán orientadas en los componentes de una “matriz disciplinaria”, concepto que fue el sustituto de “paradigma”, para la desambiguación y síntesis de los múltiples sentidos del mismo. 36 Capítulo 2. Teoría de cuerdas y gravedad cuántica de bucles: dos ejemplos de intermatrices En este capítulo expondré la gravedad cuántica de bucles y la teoría de cuerdas, será una exposición que parte de libros divulgativos24, por consiguiente, no se espere una que incorpore detalles técnicos de dichas teorías. En el caso de incorporar en este trabajo fórmulas matemáticas o mostrar sus leyes, no se dará una descripción exhaustiva, desdeñando relaciones deductivas con otros simbolismos, por el contrario, se describirá a que hace referencia cada uno de sus componentes; por ejemplo, se citará la ley de la relatividad general que describe el campo gravitacional, la curvatura del espacio-tiempo continuo. Se hizo necesario la introducción de estas leyes o simbolismo en el trabajo porque se atendió a los elementos constitutivos, señalados por Kuhn, de una matriz disciplinaria, ello con el fin de atender al propósito crucial de este capítulo. Los objetivos específicos que busco cumplir en este capítulo son: 1) situar la relatividad general y la mecánica cuántica en los componentes de una matriz disciplinaria. 2) enfocar las propuestas de gravedad cuántica en los términos de una intermatriz. Este último término parte del modelo kuhniano explicado en el anterior capítulo, pues, estas teorías de gravedad cuántica pretenden unificar dos paradigmas, la relatividad general y la mecánica cuántica. De estos intentos nacerá una teoría que procura recuperar la física de los paradigmas en cuestión, además, recogerá varios aspectos distintivos de la mecánica cuántica y la relatividad general, a saber, la dinamicidad del espacio-tiempo y la tendencia a discretizar las magnitudes. A esta teoría la denominaré “interparadigmática”, puesto que Kuhn buscó precisar la noción de paradigma con matriz disciplinaria, entonces, igualmente, utilizaré este término: “intermatriz 24 Por ejemplo: “¿y si el tiempo no existiera?”, “La realidad no es lo que parece”, ambos del físico divulgador Carlo Rovelli, por otra parte, “Cuerdas y supercuerdas” de Glaubach & Giribet. Por mencionar los princípiales libros que sirvieron para la aproximación a los conceptos fundamentales de las teorías abordadas en este trabajo. 37 disciplinaria”. Por este motivo se asumió la estrategia de exposición, de cada una de las teorías mencionadas, bajo los elementos de la matriz. 2.1. Matriz disciplinaria Una matriz disciplinaria está constituida por los siguientes elementos, señalados por Kuhn en “Segundos pensamientos sobre paradigmas” (1978): leyes, modelos y ejemplares. Los elementos señalados anteriormente de la matriz diciplinar lo son (disciplinares) porque corresponden a los elementos compartidos por los practicantes de alguna disciplina; por ejemplo, las especialidades en física, física atómica y nuclear, física de fluidos, física de altas energías, física molecular, física teórica. A continuación, describiré en que consiste cada uno de tales elementos. Las leyes o generalizaciones simbólicas corresponden a la parte formalizable, reconocibles en ecuaciones: E = V.T (espacio es igual a velocidad por tiempo). O leyes: F = ma, (fuerza es igual a masa por aceleración), (x(t) = ½ at2) esta ley formulada por galileo, describe la variación de la posición de un cuerpo respecto al tiempo, es decir, su caída. Cabe decir que estas formalizaciones son expresables en enunciados como: “el cambio en el movimiento es proporcional a la fuerza comunicada”, “con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria”, etc. El segundo elemento de la matriz corresponde a los modelos, tienen un aspecto heurístico y generador de analogías, y proyectan la ontología de la teoría: […] el circuito eléctrico puede considerarse provechosamente como un sistema hidrodinámico de estado estacionario, o el comportamiento de un gas puede compararse a una colección de microscópicas bolas de billar animadas de movimiento aleatorio. Por otra parte, los modelos son objeto de compromisos metafísicos: el calor de un cuerpo es la energía cinética de sus partículas constituyentes (Kuhn, 1978, pág. 17). 38 Finalmente, los ejemplares pueden ser entendidos como la aplicación de las generalizaciones simbólicas a los problemas que afronta la comunidad científica, de suerte que termine representando un logro aceptado como paradigmático, por tanto, es posible encontrar distintas aplicaciones
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