Stephen Hawking - El Gran Diseño

El realismo dependiente del modelo zanja todos esos debates y polémicas entre las escuelas realistas y antirrealistas. Según el realismo dependiente del modelo carece de sentido preguntar si un modelo es real o no; sólo tiene sentido preguntar si concuerda o no con las observaciones. Si hay dos modelos que concuerden con las observaciones, como la imagen del pececillo y la nuestra, no se puede decir que uno sea más real que el otro. Podemos usar el modelo que nos resulte más conveniente en la situación que estamos considerando. Por ejemplo, si estuviéramos en el interior de la pecera, la imagen del pececillo resultaría útil, pero para los observadores del exterior resultaría muy incómodo describir los acontecimientos de una galaxia lejana en el marco de una pecera situada en la Tierra, especialmente porque la pecera se desplazaría a medida que la Tierra órbita alrededor del Sol y gira sobre su eje.

Hacemos modelos en ciencia, pero también en la vida corriente. El realismo dependiente del modelo se aplica no sólo a los modelos científicos, sino también a los modelos mentales conscientes o subconscientes que todos creamos para interpretar y comprender el mundo cotidiano. No hay manera de eliminar el observador -nosotros- de nuestra percepción del mundo, creada por nuestro procesamiento sensorial y por la manera en que pensamos y razonamos. Nuestra percepción -y por lo tanto las observaciones sobre las cuales se basan nuestras teorías- no es directa, sino más bien está conformada por una especie de lente, a saber, la estructura interpretativa de nuestros cerebros humanos.

El realismo dependiente del modelo corresponde a la manera como percibimos los objetos. En la visión, el cerebro recibe una serie de señales a lo largo del nervio óptico, señales que no forman el tipo de imagen que aceptaríamos en nuestro televisor. Hay una mancha ciega en el punto en que el nervio óptico se conecta a la retina, y la única zona de nuestro campo de visión que goza de buena resolución es un área estrecha de aproximadamente un grado de ángulo visual alrededor del centro de la retina, un área del orden del ancho de la imagen del pulgar cuando tenemos el brazo alargado. Así pues, los datos brutos enviados al cerebro constituyen una imagen mal pixelada con un agujero en su centro. Afortunadamente, el cerebro humano procesa dichos datos, combinando los de cada ojo y colmando los vacíos mediante la hipótesis de que las propiedades visuales de los lugares contiguos son semejantes e interpolándolas. Además, lee una disposición bidimensional de datos de la retina y crea la impresión de un espacio tridimensional. En otras palabras, el cerebro construye una imagen o modelo mental.

El cerebro es tan bueno en construir modelos que si nos pusiéramos unas gafas que invirtieran las imágenes que recibimos en los ojos, nuestro cerebro, al cabo de un rato, cambiaría el modelo y veríamos de nuevo las cosas derechas. Si entonces nos sacáramos las gafas, veríamos el mundo al revés durante un rato pero de nuevo el cerebro se adaptaría. Eso ilustra que lo que queremos decir cuando afirmamos «Veo una silla» es meramente que hemos utilizado la luz que la silla ha esparcido por el espacio para construir una imagen mental o modelo de la silla. Si el modelo está cabeza abajo, es de esperar que el cerebro corrija la imagen antes de que intentemos sentarnos en la silla.

Otro problema que el realismo dependiente del modelo resuelve, o al menos evita, es el debate sobre qué significa existencia. ¿Cómo sé que una mesa existe si salgo de la habitación y no puedo verla? ¿Qué significa decir que cosas que no podemos ver, como electrones o quarks -partículas de las que están formados, según creemos, los protones y neutrones- existen? Podríamos tener un modelo en que la mesa desapareciera cada vez que salimos de la habitación y reapareciera en la misma posición cuando volvemos a entrar, pero ello sería embarazoso ya que ¿qué pasaría si ocurriera algo cuando estamos fuera, por ejemplo si cayera el techo? El modelo en que la mesa desaparece cuando salimos de la habitación, ¿cómo podría explicar que cuando volvamos a entrar la mesa reaparecerá rota bajo los cascotes? El modelo en que la mesa sigue existiendo da una explicación mucho más simple y concuerda con la observación. Es todo lo que le pedimos.

En el caso de las partículas subatómicas que no podemos ver, los electrones son un modelo útil que explica muchas observaciones, como por ejemplo las trazas en una cámara de burbujas y las manchas luminosas en un tubo de televisor, entre otros muchos fenómenos. Se dice que el electrón fue descubierto por el físico británico J. J. Thomson en los laboratorios Cavendish de la Universidad de Cambridge, cuando estaba haciendo experimentos con corrientes eléctricas en el interior de tubos de gas prácticamente vacíos, un fenómeno conocido como «rayos catódicos». Sus experimentos le condujeron a la conclusión audaz de que los misteriosos rayos estaban compuestos por minúsculos «corpúsculos» que eran constituyentes materiales de los átomos, que basta aquel momento habían sido considerados la unidad fundamental e indivisible de la materia. Thomson no «vio» ningún electrón, ni su especulación sobre ellos fue demostrada directamente y sin ambigüedad por sus experimentos. Pero el modelo ha demostrado ser crucial en aplicaciones que van desde la ciencia básica a la ingeniería y en la actualidad todos los físicos creen en los electrones, aunque no los puedan ver.

Los quarks, que tampoco podemos ver, son un modelo para explicar las propiedades de los protones y los neutrones en el núcleo atómico. Aunque decimos que los protones y los neutrones están constituidos por quarks, nunca observaremos un quark, porque la fuerza que liga los quarks entre sí aumenta con la separación entre ellos y, por lo tanto, en la naturaleza no pueden existir quarks libres aislados. En cambio, se presentan siempre en grupos de tres (como por ejemplo protones y neutrones), o como quark más antiquark (como por ejemplo mesones pi), y se comportan como si estuvieran unidos por cintas de goma.

La cuestión de si tiene sentido afirmar que los quarks existen realmente si nunca podemos aislar uno de ellos fue un tema de controversia en los años posteriores a cuando los quarks fueran propuestos por primera vez. La idea de que algunas partículas estaban compuestas por diferentes combinaciones de unas pocas partículas «subsubnucleares» proporcionó un principio explicativo simple y atractivo de sus propiedades. Pero aunque los físicos estaban acostumbrados a aceptar partículas que sólo podían ser inferidas a partir de picos estadísticos en datos referentes a la colisión y dispersión de otras partículas, la idea de atribuir realidad a una partícula que, por principio, podía ser inobservable fue demasiado para muchos físicos. Con los años, sin embargo, a medida que el modelo de quarks iba conduciendo a más y más predicciones correctas, esa oposición se fue atenuando. Ciertamente, es posible que algunos alienígenas con diecisiete brazos, ojos de infrarrojos y la costumbre de soplar crema por las orejas llevaran a cabo las mismas observaciones experimentales que nosotros, pero las describirían sin quarks. Sin embargo, según el realismo dependiente del modelo, los quarks existen en un modelo que concuerda con nuestras observaciones del comportamiento de las partículas subnucleares.

El realismo dependiente del modelo proporciona un marco para discutir cuestiones como: si el mundo fue creado hace un tiempo finito, ¿qué ocurrió antes? Un filósofo cristiano antiguo, san Agustín (354-430), dijo que la respuesta no era que Dios estuviera preparando el infierno para las personas que hicieran preguntas corno ésta, sino que el tiempo era una propiedad del mundo creado por Dios y que no existía antes de la creación, que él creía que había sucedido hacía no mucho tiempo. Este es un posible modelo, favorecido por los que sostienen que la narración contenida en el libro del Génesis es verdad literalmente, aunque el mundo contenga fósiles y otras evidencias que lo hacen parecer mucho más antiguo. (¿Fueron puestos en el mundo para engañarnos?) Pero podemos adoptar otro modelo diferente, en el que el tiempo empezó hace unos trece mil setecientos millones de años, en el Big Bang. El modelo que explica la mayoría de nuestras observaciones presentes, incluyendo las evidencias históricas y geológicas, es la mejor representación que tenemos del pasado. El segundo modelo puede explicar los fósiles y los registros radiactivos y el hecho de que recibimos luz de galaxias que están a millones de años luz de nosotros, y por ello este modelo -la teoría del Big Bang- resulta más útil que el primero. Pese a ello, no podemos afirmar que ninguno de los modelos sea más real que el otro.