viernes, 22 de mayo de 2015

Destrucción 'ab toto', no creación 'ex nihilo': una metáfora escultórica de la realidad física


Imaginémonos un bloque esférico de piedra (sin irregularidades, liso y macizo) y un escultor dispuesto a trabajar sobre él. Ante sí tiene un material en bruto perfectamente simétrico y muy ordenado (o sea, con muy baja entropía y, por tanto, muy escasa información), que merced a su oficio artístico podrá convertirse en cualquier forma imaginable (también ordenada o con baja entropía, como cualquier creación o ser vivo -desde un tigre hasta una novela pasando por una nevera y una flor-, pero con menor orden, mayor contenido informativo y menor simetría que el bruto inicial).

Es pertinente señalar que la imaginación del escultor está limitada por lo que éste ha visto: podrá esculpir un elefante con patas de canario y orejas de burro, pero porque ya sabe lo que es un elefante, un canario y un burro. La imaginación consiste en jugar de manera más o menos audaz o traviesa con la información que ya tienes de algo, pero su ejercicio es imposible con lo que nunca has visto. Ningún humano puede imaginarse un tistallu, hipotética criatura de la constelación de Orión. Yo solo he podido imaginar su nombre y su procedencia porque he jugado con las letras de un alfabeto que conozco y con un objeto celeste que sé positivamente que existe. En cualquier caso, un tistallu también estaría dentro del bloque de piedra, al igual que un elefante, un burro o un canario.

De la primera decisión del escultor (por ejemplo, cortar con una motosierra una sección de la esfera para hacerla horizontal por un lado) dependerá el devenir de su obra, al iniciar una secuencia irreversible de causas y efectos. Si la esfera ha quedado reducida a un objeto con cabeza y cuatro extremidades, ya sabemos que nunca será un pistón, una teja, un piano o el programa electoral del PP. El escultor ha podado mucho el objeto original, pero aún así sigue habiendo infinidad de posibilidades a su alcance. Si su cincel alumbra posteriormente el retrato a cuerpo completo de David Hasselhoff, las posibilidades se habrán recortado bastante (ya nunca será Franco Battiato ni Jorge Luis Borges ni Borja Bartolo Santesmases Huidobro), pero continuará habiendo un amplio abanico a disposición del artista: Hasselhoff vestido de vigilante de la playa, Hasselhoff de drag queen, Hasselhoff con el traje de marinero de su primera comunión...

La información que porta la escultura a medida que avanza el tiempo será cada vez mayor, pero siempre muy inferior a la resultante de una obra absolutamente caótica (por ejemplo, un truño diarreico de Esther Ferrazcona). Para entender esto podemos recurrir al ejemplo de una baraja. El mazo de cartas perfectamente ordenado sobre la mesa (con una carta encima de otra, el as de oros al principio y el rey de bastos al final) tiene una entropía muy baja y poca información porque solo hay una manera de disponerla así. Si sacamos los cuatro ases, los ponemos juntos en una fila (el de oros a la izquierda, seguido del de copas, el de espadas y el de bastos) y tiramos el resto de las cartas de cualquier forma sobre la mesa, nuestra disposición tendrá más entropía (menos orden), menos simetría y más información. Y si arrojamos directamente todo el mazo sobre la mesa de cualquier modo, tendremos como resultado un estado con mucha entropía (poco orden), ninguna simetría y mucha más información: hay muchas maneras de que las cartas se dispongan desordenadamente, de modo que nos harían falta muchos más bits para computar específicamente ese estado (que, en consecuencia, ocuparía más memoria en un ordenador) y no otro.



Lo cierto es que el tipo de desorden no es distinguible macroscópicamente, ya que hay muchísimos estados desordenados posibles (por el contrario, solo hay uno ordenado perfectamente). Un teórico silencio absoluto en el patio de butacas abarrotado de un teatro se corresponde con un único estado en el que todos los espectadores están callados. Sin embargo, nadie podría distinguir un murmullo generalizado de otro, porque para ello tendría que disponer de una amplísima información sobre todos los espectadores: en algunos murmullos participan unos espectadores (además, con distinta intensidad) y en otros no. Solo hay un tipo de orden perfecto, mientras que existen multitud de desórdenes diferentes (aunque aparentemente iguales macroscópicamente).

De la metáfora a la realidad

Ha llegado el momento de dar el salto de lo metafórico a lo real. Para el físico serbio Vlatko Vedral, la realidad espacio-temporal sería fruto precisamente de esculpir la totalidad, de podar o reducir todas las posibilidades que ofrece el Cosmos: no se trataría de una creación ex nihilo (desde la nada) sino de una destrucción ab toto (desde el todo), a semejanza de nuestro escultor. Este último podría ser un ordenador cuántico que ejecuta un programa llamado "leyes del Universo". Un programa con el que se cincela una ruta coherente internamente, o sea matemáticamente consistente, por el espacio-tiempo. Pero habría otros programas (otras leyes), que alumbrarían rutas diferentes y, por tanto, distintos universos. Para Vedral, la información es el componente fundamental de nuestra realidad, en conformidad con el it from bit sostenido por John Wheeler. Materia y energía serían en el fondo dígitos binarios (ceros o unos), información que se va generando a cada instante al cribar la realidad total y última. Sin embargo, como apunta Julian Barbour, quizá sería más atinado hablar de bit from it (siendo it la realidad total y última). O sea, nuestra realidad (el it inmediato) es alumbrada por información (bit) generada por la interacción con la cosa en sí o noumeno (el it último u objeto multiversal).

Demos una vuelta de tuerca a la elucubración metafísica. Imaginémonos un fractal (como un diamante) perfectamente simétrico y ordenado, pero con once dimensiones (tal como sostiene la teoría M de supercuerdas) y una existencia abstracta, ideal o platónica. Un objeto así es inconcebible por nuestra mente, que no puede siquiera intuir espacios de más de tres dimensiones. Dentro de él estarían ya inscritos (al modo en que lo están un elefante, un canario y un burro en nuestra esfera de piedra) todos los universos posibles y todos los eventos de cada uno de ellos: los que para nosotros ya han sucedido, los que ahora nos están sucediendo, los que nos sucederán en lo que llamamos futuro, los que nos habrían sucedido en otros universos, los que nunca nos sucederán... Estaría representado el completo catálogo del Multiverso, absolutamente todo -¡y solo todo!- lo que puede existir: de hecho, se trataría del propio Multiverso.

Supongamos ahora que la única manera de que dicho objeto perfecto pudiera materializarse fuese colocándose sobre la parrilla cuántica, ese vacío no vacío en permanente ebullición que hay debajo de nuestra realidad inmediata en su escala más pequeña, donde tiempo y espacio pierden su significado. Sometido a sus salvajes y frenéticos embates, ese objeto resultaría ligeramente alterado, lo que rompería su orden y simetría. Ese accidente determinaría el estado inicial de un universo, además de generar sus leyes y los valores de sus parámetros físicos (la Matemática podría ser lo único común en todos los universos).

Recurramos a otro símil: un saco repleto de tierra que ponemos al alcance de un gorila balanceándose con una cuchilla de afeitar en la mano. Dependiendo de dónde y cómo impacte la cuchilla, saldrá la tierra del saco por un lado u otro y con mayor o menor intensidad. En este caso, la ley de la gravedad se encarga de determinar cómo será el vaciado del saco. En nuestro supuesto cósmico, la ley sería generada automáticamente por la forma en que quedase el objeto en el instante 0 (el de la cuchillada).

En este universo en el que escribo se habrían plegado siete de las 11 dimensiones, con lo que solo se habrían expandido cuatro -tres de ellas espaciales y una cuarta temporal- con la gigantesca inflación cósmica posterior. Y las constantes físicas (constante gravitacional, masa del protón y del electrón, etc.) son las que son, pero podían haber tomado otros valores de haber sido ligeramente diferente el accidente. De hecho, toman otros valores en otros universos (unos viables y otros no, por no ser internamente consistentes) del infinito catálogo del Multiverso. ¿Y por qué un tipo de accidente y no cualquier otro?, ¿por qué el objeto abstracto perfecto es zarandeado de una cierta manera y no de otra? Pues se trataría de algo aparentemente aleatorio, pero como el azar no existe cabría imaginar la existencia de un generador de números aleatorios (¿a su vez autogenerado?) allí abajo del todo.

En cada punto del espacio-tiempo quedaría incrustada una forma de Calabi-Yau en la que estarían compactadas las dimensiones espaciales no desplegadas (existe un número mareante de modalidades de Calabi-Yau, dependiendo de cómo sea esa compactación), una forma resultante del accidente sufrido por el original perfecto. Dentro de cada universo, la forma correspondiente de Calabi-Yau sería siempre la misma en todos sus puntos o átomos espacio-temporales: algo así como su ADN. El modo en que están allí compactadas o enrolladas las dimensiones ocultas marca la dinámica de un universo: sus leyes y sus constantes físicas.


Todo esto que planteo, a riesgo de llevarme una buena colleja (¡no me consuela pensar que se tratará de simples ceros y unos!) de quienes de verdad saben de Física, es fruto de mezclar osadamente la mecánica cuántica, la teoría de cuerdas, el universo inflacionario, las leyes de la termodinámica y el Multiverso (por cierto, es compatible con una supuesta computación simulada del Universo como la planteada por Nick Bostrom). En el último capítulo de su libro Decoding Reality, Vedral concluye que la información se explica por sí misma: sería un fenómeno autogenerado y autosostenible. Y me pregunto, ya para cerrar: ¿Por qué no considerar que ese presunto objeto multiversal siempre ha existido (en su ámbito platónico inmaterial), como sostenía el griego Parménides? ¿Y el vacío cuántico, esa parrilla o hervidero siempre fluctuante? ¿Cómo se pone a tostar allí el Objeto con mayúsculas?... Pues mira, yo qué sé...

4 comentarios:

  1. No te voy a dar una buena colleja, Nicolás, entre otras cosas porque yo tampoco sé de física a este nivel…

    A mí me gusta la idea del it from bit de Wheeler, pero se puede entender de muchas maneras. Wheeler era una especie de oráculo amante de los aforismos, pero los aforismos son ambiguos. Yo creo que él se refería a que en mecánica cuántica (MQ) –al menos en las interpretaciones estándar- no se admite que haya una realidad independiente de la observación, de modo que el “it”, la cosa, no es “la cosa en sí” sino que surge de una interacción (lo que clásicamente se ha llamado la medida) en la que un observador obtiene información: de ahí el “bit”.

    Pero que esa información sea binaria es sólo una simplificación por mor de la comodidad. Y pasar de ahí a que el ordenador sea de alguna manera un supercomputador como dicen algunos, es un salto mortal.

    En cuanto a la teoría de Vlatko Vedral, tendría que haber leído su libro para opinar. Oyendo la entrevista que enlazas me parece que es prudente, que deja muy claro que todo es especulativo, y que su motivación para decir que “todo es información” es que no puede concebir algo más básico. Hasta ahí estoy en líneas generales de acuerdo: yo también creo que lo que nos dice la física es que en su nivel más fundamental las “cosas” no son “cosas”, sino relaciones. ¿Relaciones de qué? Relaciones, sólo: cuando investigamos más y más la materia, sus solidez, su volumen, todas las propiedades que la hacen material, van esfumándose y sólo quedan matemáticas, es decir, relaciones. Como en el gato de Cheshire, que va desapareciendo y sólo queda su sonrisa.

    Esa es la idea de un post mío de hace tiempo, “De Salobral a Schrodinger”, mi idea de la “sola structura”.

    Pero donde ya no puedo seguir a Vedral es en proponer que esa información surge por azar y sustituir Dios por un generador de números aleatorios… (aunque creo que esto último es tu idea, me parece que Vedral sostiene que hay un azar intrínseco en la MQ y en realidad lo necesita porque si todo fuera determinista no habría información…)

    En fin, para poder hablar con conocimiento de causa de estas cosas debería dedicarme un par de años a estudiar…

    Que tengas un buen verano (es que no sé si voy a tener muchas ocasiones de asomarme de nuevo por aquí estos días…)

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  2. Muchas gracias por tu comentario, Pseudópodo. Puede que un hipotético Dios haga uso para su "juego" de un generador de números aleatorios: parece una solución ingeniosa para poner en marcha un Universo (a partir de una "plantilla perfecta"), dando valores a sus parámetros iniciales y a sus leyes físicas.

    También te deseo un buen verano. ¡Sigo leyéndote para aprender! Un abrazo.

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  4. Bonito Multiverso de nueves, Salva. Puedes elegir ahora un universo que empiece con este estado inicial:

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