Moda, fe y fantasía en la nueva física del universo

Roger Penrose

Fragmento

 Moda, fe y fantasía en la nueva física del universo

Índice

Moda, fe y fantasía en la nueva física del universo

Prefacio

¿Son la moda, la fe o la fantasía relevantes para la ciencia fundamental?

1. Moda

1.1. La elegancia matemática como fuerza motriz

1.2. Algunas modas físicas del pasado

1.3. Los antecedentes de la teoría de cuerdas en la física de partículas

1.4. El principio de superposición en la QFT

1.5. El poder de los diagramas de Feynman

1.6. Las ideas clave originales de la teoría de cuerdas

1.7. El tiempo en la relatividad general de Einstein

1.8. La teoría de gauge del electromagnetismo de Weyl

1.9. Libertad funcional en modelos de Kaluza-Klein y de cuerdas

1.10. ¿Obstáculos cuánticos a la libertad funcional?

1.11. Inestabilidad clásica de la teoría de cuerdas supradimensional

1.12. El estatus de moda de la teoría de cuerdas

1.13. Teoría M

1.14. Supersimetría

1.15. AdS/CFT

1.16. Mundos de branas y el paisaje

2. Fe

2.1. La revelación cuántica

2.2. Max Planck y E = hn

2.3. La paradoja onda-partícula

2.4. Niveles cuántico y clásico: C, U y R.

2.5. Función de onda de una partícula puntual

2.6. Función de onda de un fotón

2.7. Linealidad cuántica

2.8. La medición cuántica

2.9. La geometría del espín cuántico

2.10. Entrelazamiento cuántico y efectos EPR

2.11. Libertad funcional cuántica

2.12. Realidad cuántica

2.13. Reducción objetiva del estado cuántico: ¿un límite para la fe cuántica?

3. Fantasía

3.1. El Big Bang y las cosmologías FLRW

3.2. Agujeros negros e irregularidades locales

3.3. La segunda ley de la termodinámica

3.4. La paradoja del Big Bang

3.5. Horizontes, volúmenes comóviles y diagramas conformes

3.6. La fenomenal precisión del Big Bang

3.7. ¿Entropía cosmológica?

3.8. Energía del vacío

3.9. Cosmología inflacionaria

3.10. El principio antrópico

3.11. Otras cosmologías fantásticas

4. ¿Una nueva física para el universo?

4.1. Teoría de twistores: ¿una alternativa a las cuerdas?

4.2. ¿Do van los cimientos cuánticos?

4.3. ¿Cosmología chiflada conforme?

4.4. Una coda personal

Apéndice matemático

A.1. Exponentes reiterados

A.2. Libertad funcional de los campos

A.3. Espacios vectoriales

A.4. Bases vectoriales, coordenadas y duales

A.5. Matemáticas de las variedades

A.6. Variedades en física

A.7. Fibrados

A.8. Libertad funcional mediante fibrados

A.9. Números complejos

A.10. Geometría compleja

A.11. Análisis armónico

Bibliografía

Agradecimientos

Créditos de las ilustraciones

Índice alfabético

Notas

Sobre este libro

Sobre Roger Penrose

Créditos

cap-1

Prefacio

¿SON LA MODA, LA FE O LA FANTASÍA RELEVANTES PARA LA CIENCIA FUNDAMENTAL?

Este libro surge a partir de la recopilación de tres conferencias que ofrecí en la Universidad de Princeton en octubre de 2003 invitado por Princeton University Press. Es muy posible que me precipitase al proponer a la editorial el título para esas tres charlas —Moda, fe y fantasía en la nueva física del universo—, que es también el título de este libro, pero expresaba genuinamente cierta desazón que sentía entonces en relación con determinadas tendencias que formaban parte del pensamiento de la época sobre las leyes físicas que rigen el universo en el que vivimos. Ha pasado más de una década, pero esas cuestiones, y mucho de lo que dije sobre ellas, parecen ser, en su mayor parte, al menos tan relevantes hoy como en su día. Debo confesar que di esas conferencias con cierta aprensión, pues intentaba expresar unos puntos de vista que podrían no resultar muy acordes con los de muchos de los distinguidos expertos presentes allí.

Cada uno de los nombres que dan título a este libro, «moda», «fe» y «fantasía», remite a una cualidad que podría parecer antagónica con los procedimientos que se suelen considerar apropiados para la búsqueda de los principios que subyacen al comportamiento del universo a sus niveles más básicos. De hecho, idealmente, sería muy razonable afirmar que influencias como las de la moda, la fe o la fantasía deberían estar por completo ausentes de la actitud mental de quienes dedican todos sus esfuerzos a la búsqueda de las bases fundamentales de nuestro universo. A fin de cuentas, no cabe duda de que la propia naturaleza no tiene mucho interés en los caprichos efímeros de las modas humanas; ni tampoco la ciencia debería entenderse como una fe, pues sus dogmas están sometidos a un escrutinio continuo y sujetos a los rigores del examen experimental, y se abandonan en el mismo momento en que surge un conflicto convincente con la realidad de la naturaleza tal y como la descubrimos. A su vez, la fantasía es sin duda el territorio de ciertas zonas de la ficción y del entretenimiento, donde no se considera esencial que se preste demasiada consideración a los requisitos de coherencia con la observación, a la lógica estricta o siquiera al mero sentido común. De hecho, si se puede demostrar que una teoría científica propuesta está demasiado influida por los dictados de las modas, por el seguimiento incondicional de una fe sin base experimental o por las tentaciones románticas de la fantasía, entonces es nuestro deber poner de manifiesto dichas influencias y mantener alejado de estas a quien, quizá sin ser consciente de ello, pudiera estar expuesto a ellas.

No obstante, no pretendo mostrarme por completo negativo respecto a estas cualidades, pues se puede argumentar que cada uno de estos términos contiene algo genuinamente valioso. Al fin y al cabo, es poco probable que una teoría de moda posea tal estatus solo por motivos sociológicos. Deben existir sin duda muchas cualidades positivas para que infinidad de investigadores se congreguen en torno a un área de estudio muy a la moda, y es poco probable que sea el mero deseo de formar parte de una multitud lo que mantiene a esos investigadores tan fascinados por lo que probablemente sea un campo de estudio en extremo difícil, dificultad que a menudo radica en la naturaleza altamente competitiva de las actividades de moda.

Cabe señalar aquí una cuestión más en relación con la investigación en física teórica que pueda estar de moda pero que dista de ser una descripción posible del mundo (de hecho, como veremo

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