Mariano Sigman: La vida secreta de la mente

El argentino Mariano Sigman (@mariuchu) obtuvo su doctorado en neurociencia en Nueva York y fue investigador en París antes de volver a su país natal. Actualmente, Sigman es uno de los directores del Human Brain Project, el mayor esfuerzo más vasto del mundo por entender y emular el cerebro humano, así como un referente internacional en neurociencia de las decisiones, en neurociencia y educación, y en neurociencia de la comunicación humana.

Sigman ha trabajado con magos, cocineros, ajedrecistas, músicos y artistas plásticos para relacionar la neurociencia con distintos aspectos de la cultura humana y, tras su gran éxito en Argentina, acaba de publicar en España La vida secreta de la mente (Debate, 2016), un libro escrito desde «allá donde la psicología se encuentra con la neurociencia», y en el que nos lleva en «un viaje a lo más íntimo del pensamiento humano. Ciencia aplicada a la vida cotidiana para entender(nos) mejor».

Mariano Sigman: La vida secreta de la mente | Por amor a la ciencia

El recorrido del libro (cuyas primeras páginas se pueden leer aquí) se inicia en «el país de la niñez», y allí Sigman nos descubre que el cerebro ya está preparado para el lenguaje mucho antes de empezar a hablar, que el bilingüismo ayuda a pensar y que formamos nociones de lo bueno, lo justo, la cooperación y la competencia que luego hacen mella en nuestra manera de relacionarnos. Estas intuiciones del pensamiento dejan trazas duraderas en nuestra manera de razonar y decidir.

Desde allí nos trasladamos al terreno de las decisiones: ¿qué estamos dispuestos a hacer y qué no? ¿Cómo se combinan la razón y las emociones en las decisiones sociales y afectivas? ¿Qué hace que confiemos en los otros y en nosotros mismos? Sigman nos explica que pequeñas diferencias en los circuitos cerebrales de toma de decisiones pueden cambiar drásticamente nuestra manera de decidir, desde las decisiones más simples hasta las más profundas y sofisticadas que nos definen como seres sociales.

Seguimos nuestro trayecto adentrándonos en el territorio más misterioso del pensamiento y el cerebro humano: la conciencia, a través de un encuentro inédito entre Freud y la neurociencia de vanguardia que nos lleva a plantearnos qué es y cómo nos gobierna el inconsciente.

El viaje concluye en el mundo del aprendizaje en diferentes ámbitos, desde la vida cotidiana hasta la educación formal. ¿Es cierto que estudiar un nuevo idioma es mucho más difícil para un adulto que para un niño? ¿Qué importancia tiene el esfuerzo para conseguir que el cerebro aprenda? ¿Cómo podemos aplicar de forma responsable todo lo que la neurociencia sabe para «mejorar el experimento colectivo más vasto de la historia de la humanidad: la escuela»?

Para presentar su libro, Sigman visitó Madrid, donde participó en el encuentro titulado ¿Podremos transformar nuestras emociones?, en el que también intervinieron Nuria Oliver (@nuriaoliver), experta en inteligencia artificial y directora científica en Telefónica I+D, y el periodista y publicista estadounidense Kevin Randall (@KevinBrandall). Aquí puede verse el vídeo del evento, que pone de manifiesto las dotes de Sigman para una divulgación al tiempo amena y rigurosa:

También pasó por la radio. En la entrevista en el programa A vivir de la Cadena SER,), dejó, entre otras muchas, reflexiones sobre el optimismo:

«Lo que nos permite de alguna manera avanzar, ser optimistas, ser decididos y no quedarnos quietos es que olvidamos selectivamente algunos fracasos. La receta para ser optimista no es tanto tener una perspectiva idónea del futuro, sino tener una suerte de ceguera de aquellas cosas que han sido malas del pasado.»

Más información:

Mariano Sigman: «El bilingüismo es beneficioso para el cerebro del menor» | El Periódico

Un neurocientífico explica por qué en breve no habrá ciegos y todos seremos veganos | El Confidencial

Mariano Sigman: Los misterios de la mente | A vivir (Cadena SER)

La intuición | InquietaMENTE (RNE)

Mariano Sigman: “Las grandes decisiones de la vida conviene delegarlas al inconsciente” | RTVE

Mariano Sigman: “La ciencia ya puede leer lo que uno piensa” | Clarín

¿Podremos transformar nuestras emociones? | Espacio Fundación Telefónica

La vida secreta de la mente de Mariano Sigman,

Jaron Lanier: Compartir la riqueza digital

George Dyson, autor de La catedral de Turing: Los orígenes del universo digital, presenta aquí un pasaje extraído de ¿Quién controla el futuro?, de Jaron Lanier, en el que el autor defiende una distribución más equitativa de la riqueza que se crea en internet.

Las revoluciones siempre encuentran la manera de decepcionar a sus impulsores. Basta con preguntarle a Marx. La revolución digital no es una excepción, y Jaron Lanier está aquí para recordárnoslo. Internet, tras su promesa inicial de descentralizarlo todo, ha hecho posible la mayor consolidación de riqueza, poder y territorio desde el imperio mongol.

Apple, Amazon, Facebook, and Google —los cuatro «servidores sirena» del apocalipsis— se están repartiendo el mundo entre ellos, y al resto no nos dejan más que las migajas. Apple, tras exhortarnos a «pensar diferente», está construyendo un futuro en el que todos tendremos que pensar de la misma manera. Amazon no es únicamente el centro comercial que acabará con todos los centros comerciales, sino también la tienda de la esquina que acabará con todas las demás tienditas. Facebook monetiza sin escrúpulos el grafo social. Google  registra y vende todos y cada uno de nuestros movimientos.

Esto parece deprimente, pero la cosa es aún peor. Lanier argumenta que la economía digital amenaza con matar a la gallina de los huevos de oro: nosotros mismos. Imbuido del poder de internet, el ordenador personal, que en otra época fue una máquina para las masas, ha comenzado a eviscerar a la clase media.

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Y ahora la buena noticia. Lanier también ofrece varias prescripciones, y los advenedizos que las sigan bien podrían imponerse a los dinosaurios que no lo hagan. Su consejo es sencillo: no basta con recaudar tributos (en forma de datos monetizables y creatividad individual) de los siervos que se afanan en lo más bajo de la economía digital, sino que hay que devolverles una parte de lo extraído. Lanier no se refiere únicamente al pago del impuesto de sociedades (el escándalo de Apple estalló tras la publicación del libro), sino que también incluye, por ejemplo, aplicar la misma maestría con los algoritmos que le permite a Google subastar palabras individuales con propósitos publicitarios para recompensar a los autores concretos que las escriben.

«Los autómatas se utilizaban principalmente con fines publicitarios», advertía Samuel Butler en sus notas para Erewhon Revisited, el retorno a la distopía tecnología que imaginó por primera vez en 1872. Nos avisaron entonces y nos vuelven a avisar ahora. Es mucho lo que nos jugamos, y su importancia no hace más que aumentar.

George Dyson

Extracto del capítulo 22 de ¿Quién controla el futuro?, de Jaron Lanier.

El panorama laboral en el mundo físico está cada vez más «vaciado». Cada vez es más habitual que la gente se gane la vida con trabajos sin porvenir, en el extremo inferior, o en trabajos de élite, en el superior.

En mi opinión, esto significa que la economía está obsoleta y debe ser reformada para estar a la altura del progreso tecnológico. Pero otros interpretan que son las personas las que están quedando obsoletas.

Como ya comenté antes, oigo este exasperante comentario muy a menudo: «Si hay muchas personas normales que ganan poco dinero en los mercados actuales, es porque tienen poco valor que ofrecer. No podemos intervenir para crear el espejismo de que son valiosas. Les corresponde a ellas demostrar que lo son.»

Vale, estoy de acuerdo. No abogo por crear falsos puestos de trabajo para generar la ilusión de que la gente tiene empleo. Eso sería degradante y toda una incitación al fraude y a la corrupción.

Pero es de lo más habitual que las compañías basadas en la red amasen enormes cantidades de dinero precisamente a base de darle valor a lo que las personas normales hacen online. El mercado no está diciendo que las personas normales no tengan ningún valor online; lo que sucede más bien es que se las ha excluido de su propio valor comercial.

Las propuestas en favor de una economía de la información humanista son recibidas muchas veces con una sonrisa de desdén. ¿Cómo podrían las personas normales, corrientes y molientes, tener algo que ofrecer en un mundo dominado por una élite tecnológica y por máquinas avanzadas?

Esta reacción es comprensible, ya que estamos acostumbrados a ver cómo languidecen las personas subempleadas. Pero hay ocasiones en las que estas dudas sobre el valor de los demás son muestra de unos prejuicios ofensivos.

Por ejemplo, en una situación en la que los inversores muestran una firme confianza a la hora de valorar en decenas de miles millones de dólares a un servidor sirena que acumula datos sobre personas, por muy remota que sea la posibilidad de que pueda llevar a la práctica un plan de negocio que proporcione unos beneficios proporcionales a la valoración. Y, al mismo tiempo, esos inversores son incapaces de imaginar que las personas, que son la fuente exclusiva de eso que les parece tan valioso, puedan tener algún valor.

Jaron Lanier: ¿Quién controla el futuro? | Por amor a la ciencia

Además, están los expertos que se lanzan sobre cualquiera que señale los disparates de lo que sucede últimamente en Silicon Valley. Si alguien se queja de que todos esos brillantes recién licenciados quizá podrían dedicarse a algo más sustancial que buscar nuevas maneras de colocar enlaces patrocinados ante los ojos de las personas, podemos esperar como respuesta un rigurosa defensa del valor no monetario que crea la computación en la nube actual. Por ejemplo, Twitter aún no ha encontrado el modo de ganar mucho dinero, pero se le defiende con argumentos como este: «¡Hay que tener en cuenta todo el valor informal que está generando al hacer que la gente conecte mejor entre sí!»

Sí, fijémonos en todo ese valor. Es real, y si queremos que la economía basada en la información crezca, ese valor debería formar parte de nuestra economía. ¿Por qué de pronto es beneficioso para el capitalismo que una parte cada vez más importante del valor total no quede reflejada en la contabilidad?

¿Por qué debe darse la situación de que, desde la perspectiva del servidor sirena, el hecho de saber lo que hacen las personas normales es extraordinariamente valioso, mientras que, desde un punto de vista personal, esos mismísimos datos normalmente solo permiten obtener unas míseras migajas, en forma de sofás donde pasar la noche o efímeros subidones de ego?

O, por decirlo de otra manera, una vez que sectores como los del transporte, la energía y la sanidad empiecen a estar mediados por el software, ¿no deberían las industrias de la comunicación y el entretenimiento ganar mayor importancia relativa en la economía, haciéndose con una parte más grande del pastel? Pero son precisamente estas industrias las que hasta ahora el software ha contribuido a socavar.

Cada vez que un determinado tipo de tarea es susceptible de ser automatizada, ganan visibilidad otras que no pueden serlo. Desde un punto de vista económico, la cuestión es quién paga por lo que hacen las personas normales más allá del horizonte de automatización en determinada fase histórica.

Siempre que se les pague por su labor a quienes realizan las tareas que no se pueden automatizar, sobrevivirá una economía humana íntegra. Pero, si quienes reciben ese dinero son quienes gestionan los ordenadores más potentes de la red, esa economía dejará de ser íntegra.

Así las cosas, en una economía de la información humanista y una vez que el software en la nube, combinado con los robots y otros dispositivos, pudiese satisfacer la mayoría de las necesidades y deseos vitales, ¿obtendrían las personas el suficiente valor unas de otras como para ganarse la vida? O, por decirlo de una manera más directa: «A largo plazo, ¿residirá el suficiente valor en las personas normales como para justificar la existencia de una economía?»

Para poder encontrar una respuesta, debemos partir de ideas ya familiares sobre lo que las personas pueden hacer por los servidores sirena, y modificar ligeramente la cuestión para centrarnos en lo que las personas pueden hacer en su propio beneficio y en el de los demás. Hay al menos dos respuestas evidentes.

La primera es que las personas muestran un interés infinito en lo que otras personas expresan online. Cantidades enormes de personas encuentran público para sus tuits, blogs, publicaciones en redes sociales, modificaciones de artículos en Wikipedia, vídeos en YouTube, fotografías, colecciones de imágenes o divagaciones, así como para reacciones y remezclas de segundo orden de todo lo anterior. ¿Es realmente tan osado predecir que, en el futuro próximo, una gran cantidad de personas seguirá ofreciendo este valor online, siempre que este se registre de forma completa e íntegra?

Llegado este punto, alguien diría que toda esta actividad es insustancial, que no es la base de una economía. Pero, una vez más: ¿por qué es insustancial cuando beneficia a las personas que la realizan, pero tiene un valor real cuando el beneficiario es un remoto servidor sirena?

La economía no gira alrededor de nuestras propias preferencias sino que, una vez que conseguimos elevarnos por encima de las necesidades básicas y alcanzar un estatus de clase media, lo hace alrededor de las preferencias de los demás, tanto si nos gusta como si no.

Es difícil decir qué proporción de la economía actual está basada en la preferencia y no en la necesidad, ya que, como señaló Abraham Maslow, la línea divisoria entre ambas se desplaza con el tiempo. Como mínimo, no solo la industria del entretenimiento, sino sectores enormes, como la cosmética, los deportes y el ocio, el turismo, el diseño, la moda, la hostelería y la restauración, las aficiones, la cosmética, la cirugía plástica y la mayoría de actividades propias de los geeks deberían contabilizarse como «preferencias» que se han convertido en necesidades, en lo que al comercio se refiere.

Todos estos sectores, tanto si se interpreta que satisfacen deseos o necesidades, seguirían siendo monetizables en un contexto de computación humanista, por mucho que avance la tecnología. Cuando en nuestros hogares existan robots capaces de construir otros robots que produzcan prendas de ropa a partir de diseños encontrados online, el negocio de la moda podría acabar desmonetizado, dependiendo de si la contabilidad del valor es completa o no. En una economía de la información humanista, la contabilidad será completa, las personas seguirán pudiendo ganarse la vida como diseñadores, fotógrafos o modelo, y alcanzarán así la dignidad.

En una economía humanista digital, la economía estará más integrada en el entorno, y los diseñadores seguirán ganándose la vida, aunque sea un robot casero el que cosa las prendas. Y quien las lleve también podría ganar algo de dinero sin buscarlo por el hecho de popularizarlas.

También es de esperar que en el futuro surjan continuamente nuevos deseos y necesidades. ¿Quién sabe cuáles serán? Además de recetas que serán preparadas por glándulas artificiales, también podrían descubrirse modificaciones genéticas que harían más confortables los viajes espaciales, o patrones neuronales que despertarían capacidades especiales latentes en nuestro cerebro, como una mejor aptitud para las matemáticas.

Suceda lo que suceda, si su control se puede transmitir a través de una red en forma de información, habrá que tomar la decisión de si queremos monetizar dicha información o no. Incluso en el caso de que el dinero como concepto quede obsoleto, aún habrá que tomar la decisión sobre si la capacidad de influencia estará centralizada o bien distribuida más cerca de las personas que son la fuente del valor.

Si la respuesta a los deseos o necesidades acaba siendo desmonetizada, salvo para el servidor sirena central que todo lo ve, entonces el progreso de la tecnología digital provocará la parálisis tanto del capitalismo como de la democracia.

Fuente: Share the Digital Wealth | strategy+business

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Sean Carroll: ¿Qué es la masa?

Sean Carroll es físico teórico en Caltech y autor de La partícula al final del universo y Desde la eternidad hasta hoy. En este vídeo del canal de YouTube Veritasium, Carroll explica cuáles son los tipos de masa que existen, qué tienen que ver con la teoría de la relatividad de Einstein, qué relación existe entre masa y energía y por qué la expresión «masa relativista» debería estar prohibida.

Transcripción

La palabra «masa» se utiliza en distintos contextos. Esto es algo que ocurre con mucha frecuencia en física porque inventamos un nombre para algo antes de comprenderlo por completo.

La única razón por la que necesitamos la expresión «masa en reposo» es por Einstein, quien señaló que existen otros tipos de masa.

Einstein afirma que, lo que queremos decir al usar la expresión «masa en reposo», es cuánta energía posee un objeto que no se mueve. Ese es el contenido de E = mc².

No es que la energía total, pase lo que pase, sea igual a la masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado, sino que la masa en reposo es igual a la masa por la velocidad de la luz al cuadrado. Eso es lo que la masa significa. Es la energía que algo posee cuando está en reposo.

¿Cómo se sabe cuánta energía posee? Empujamos el objeto, ejercemos una fuerza sobre él, vemos cuán rápido se acelera, y dividimos esa fuerza por la aceleración para obtener la masa del objeto. Cuanto más pesado es algo, mayor es el valor de este término, y menor es la aceleración para una fuerza dada.

[Pregunta: Bien, ¿y cómo explica esta masa el mecanismo de Higgs?]

La discusión del Higgs es algo muy diferente, porque esto es la idea de qué es la masa; mientras que el Higgs ayuda a entender el origen de la masa de las partículas elementales.

Hay que recorrer una historia larga y complicada para responder a la pregunta de por qué hay que explicar de dónde viene la masa y no basta con decir que las cosas tienen masa.

La idea es que el intento de Weinberg de crear una teoría de las interacciones débiles, sin el bosón de Higgs, sin este bosón que ocupa todo el espacio, habría predicho que el electrón no tenía masa, que debería tener una masa exactamente nula, porque las partículas que giran en una dirección actuaban de manera distinta a las que lo hacían en la otra dirección.

Daremos una explicación de 30 segundos de por qué esto tiene sentido.

La idea es que Einstein afirma que, si la masa es nula, el objeto se mueve a la velocidad de la luz. Y viceversa: si algo se mueve a la velocidad de la luz, su masa es cero.

Si algo se mueve a la velocidad de la luz, podemos responder a la pregunta: ¿cuál es su rotación en la dirección del movimiento? Y la respuesta es definitiva Hay una respuesta en la que todo el mundo está de acuerdo.

Si el objeto va más lento que la velocidad de la luz, entonces podemos tener una rotación en la dirección del movimiento, pero alguien que se mueva más rápido verá que el objeto se mueve en la otra dirección. No hay una respuesta única a la pregunta ¿cuál es la rotación en la dirección del movimiento?

La teoría de Weinberg solo funcionaba si era única la respuesta a la pregunta de: ¿cuál es la rotación en la dirección del movimiento? Porque, si el objeto rota en una dirección, interactúa con las interacciones débiles, mientras que si lo hace en la otra dirección no interactúa.

Por lo tanto, su teoría predecía que debía existir una manera de determinar cuál es la rotación de un objeto en función de su movimiento. Lo cual solo es posible si el objeto se mueve a la velocidad de la luz. Solo es posible si el objeto tiene masa nula.

Sean Carroll - La partícula al final del universo: Del bosón de Higgs al umbral de un nuevo mundo | Por amor a la ciencia

El Higgs aparece y permite encontrar la manera de ralentizar estas partículas. Sin el Higgs, se mueven a la velocidad de la luz. El electrón, los quarks, los neutrinos, todos se moverían a la velocidad de la luz. Pero el bosón de Higgs que llena todo el espacio rompe esa simetría. Por eso vemos partículas que se mueven más despacio que la velocidad de la luz. El bosón de Higgs les da masa y permite que la idea de Weinberg encaje con el mundo real.

En la manera moderna de entender las cosas, la definición de masa es, simplemente, la cantidad de energía que un objeto posee cuando está en reposo. La masa no es una propiedad intrínseca, no es una sustancia que va de un sitio a otro, es una medida de cuál es la energía…

[P: Pero la pregunta es: ¿por qué esa energía hace que cueste más acelerar las cosas?]

Existen distintos tipos de energía. La masa es uno de estos tipos. También está la energía cinética, la potencial, etcétera.

Así pues, cuando aceleramos un objeto, lo que estamos haciendo es convertir un tipo de energía en otro. Si tenemos un objeto pesado y lo aceleramos, tendrá más energía, una vez acelerado.

La masa nos dice cuánto trabajo necesitamos hacer para que algo se mueva a una determinada velocidad.

[P: ¿Y qué hay de la masa relativista?]

«Masa relativista» es una expresión que debería prohibirse en el vocabulario de todo el mundo.

De nuevo, si asumimos la filosofía einsteiniana la masa es una versión de la energía, es la cantidad de energía de un objeto cuando no se mueve.

También podemos preguntarnos cuánta energía posee el objeto cuando se mueve. Y a eso deberíamos llamarlo simplemente «la energía», pero alguna gente, especialmente en épocas pasadas y peores, lo llama «masa relativista», y dice que la masa aumenta a medida que una partícula o un objeto se mueve a una velocidad cada vez más próxima a la de la luz.

Pero, si la definición de masa es la cantidad de energía de un objeto en reposo, eso no cambia por muy rápido que el objeto se mueva. Creo que esta es una manera mucho más sencilla conceptualmente de entender las cosas.

La masa gravitatoria es realmente distinta, y es un concepto muy útil.

Si volvemos a la manera de Newton de entender la física, y decimos que la masa es la fuerza dividida entre la aceleración, esto es lo que llamaríamos «masa inercial». Es la respuesta a la pregunta: ¿cuánta fuerza se necesita para acelerar un objeto?

Luego hay otra cosa completamente diferente, que es: ¿cuánta gravedad produce un objeto? o ¿cómo responde un objeto a un campo gravitatorio? En principio, este es un número arbitrario.

Si pensamos en la fuerza electromagnética, una partícula responde a un campo eléctrico en función de lo que llamamos su carga eléctrica. Algunas partículas tienen carga positiva; otras, negativa; algunas tienen una gran carga; otras, pequeña… La carga es el equivalente eléctrico de la masa gravitatoria.

Es lo que dice ¿en qué medida responde un objeto a esta fuerza? Resulta que la «carga gravitatoria», la cantidad de campo gravitatorio que crea un objeto, es igual a su masa inercial (lo cual, desde el punto de vista de Newton, es algo puramente casual).

Así pues, decimos que la masa gravitatoria —que es una expresión mejorable—, que la carga gravitatoria de un objeto, viene dada por su masa, por su masa inercial. Y esta peculiaridad, para Newton, no era más que una casualidad. Era difícil entender por qué esto era así.

Einstein, tras inventar la relatividad especial, y afirmar que E = mc², dedica diez años a inventar la relatividad general, su teoría de la gravedad.

Sean Carroll: «Desde la eternidad hasta hoy» | Por amor a la ciencia

Finalmente, una vez que entendemos la relatividad general, que afirma que la gravedad es la curvatura del espacio-tiempo, creemos que entendemos por qué coinciden la masa gravitatoria y la inercial. Básicamente, son dos versiones distintas de la energía que un objeto posee.

Y la energía, la masa, el momento… todas esas cosas influyen en el campo gravitatorio que un objeto genera.

Se nos plantean dos preguntas. La primera es: ¿cuánto cuesta empujar algo? Y la segunda: ¿cuánto campo gravitatorio genera un objeto? En relatividad general es evidente —una vez que uno entiende la relatividad general— que las respuestas a ambas preguntas son la misma cosa. Que la masa gravitatoria y la masa inercial son iguales.

Alguien que se mueve rápido respecto a mí lo hace despacio respecto a otra persona. La manera en que curva el espacio-tiempo debe ser la misma.

La excepción a lo anterior es cuando tenemos dos objetos que forman parte de un objeto más grande. Si tenemos un objeto que crea un campo gravitatorio y a su vez está compuesto por dos objetos estacionarios, eso crearía un campo gravitatorio distinto que si ese objeto estuviese formado por dos objetos en movimiento el uno respecto al otro.

Supongamos que tenemos una mancuerna que no está rotando. En relatividad general existe una diferencia entre que rote y que no. No hay diferencia entre que se mueva y que no, porque eso depende del sistema de referencia, pero sí la hay entre que rote y que no lo haga.

Si hacemos que la mancuerna empiece a rotar, ahora posee más energía, desde el punto de vista de cualquier observador. Y su campo gravitatorio será mayor.

Según Einstein, la Tierra, por el hecho de estar rotando, posee un campo gravitatorio ligeramente mayor del que tendría si no rotase. Es un efecto extraordinariamente pequeño, que es completamente imposible medir, porque la Tierra rota a una velocidad muy inferior la de la luz. Pero existe, y la teoría lo predice.

Y en el caso de otros objetos, como estrellas de neutrones y agujeros negros, sería muy evidente.

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Sus libros

Desde la eternidad hasta hoy: En busca de la teoría definitiva del tiempo (Debate, 2015)

La partícula al final del universo: Del bosón de Higgs al umbral de un nuevo mundo (Debate, 2014)

 

Brian Cox: la relatividad especial de Einstein

Esta semana celebramos los 100 años de la publicación de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, una de las cumbres de la historia de la ciencia (que culminará con el evento organizado por la publicación de ciencia Materia en Madrid este próximo miércoles, 25 de noviembre).

Tras la entrada del pasado viernes, en la que Walter Isaacson, autor de la gran biografía de Einstein, nos introducía a la relatividad general, hoy nos remontamos a diez años antes, cuando, durante su annus mirabilis de 1905, Einstein presentó la teoría de la relatividad especial, de la que se deriva la que es probablemente la ecuación más famosa de toda la ciencia, E = mc².

Precisamente esa fórmula da título al libro de Brian Cox y Jeff Forshaw ¿Por qué E = mc²? (Debate, 2013), de cuya presentación se extrae este breve vídeo en el que Cox explica otro de los sorprendentes resultados derivados de la relatividad especial, la dilatación temporal, recurriendo a un ingenioso experimento mental ideado por el propio Einstein.

(Aprovechamos también para recordaros que aún estáis a tiempo, hasta este martes 24 de noviembre, de participar en el sorteo organizado por Materia y la editorial Debate de diez ejemplares de la biografía de Einstein escrita por Walter Isaacson entre quienes envíen un vídeo explicando la teoría de la relatividad en menos de un minuto a las cuentas de Twitter o Facebook de Materia con el hasthtag #Relatividad100.)

 

 
Transcripción

Quiero hablar un par de minutos sobre la relatividad, porque es una hermosa parte de la ciencia. Y está muy de actualidad, porque hace dos semanas se llevó a cabo un fantástico experimento —se publicaron los resultados del experimento, quiero decir— que confirmó por primera vez con una precisión elevadísima, la confirmación de mayor precisión que hemos tenido nunca, que Einstein no se equivocó.

Su teoría de la gravedad pasó la prueba del experimento más preciso que hemos sido capaces de llevar a cabo, y quería hablar brevemente sobre los resultados de ese experimento, que se publicaron hace solo dos semanas.

De hecho, el experimento se ideó en la década de los años sesenta, por lo que algunos de estos científicos han dedicado todas sus carreras, 50 años, a obtener estos resultados. Pero antes, la relatividad.

Hay una manera muy bella y sencilla de describir lo que es. Este es Albert Einstein. Einstein era un genio porque pensaba de manera muy sencilla, a menudo en imágenes, sobre el funcionamiento del mundo. Y lo que lo tenía fascinado a principios del siglo XX, alrededor de 1905, era un resultado obtenido por un físico escocés llamado James Clerk Maxwell, quien predijo —aunque no fue consciente de ello entonces— que la luz viaja a la misma velocidad con independencia de cómo la miremos.

Es una predicción un poco extraña. Básicamente, lo que estoy diciendo es que, si vuelo hacia ese foco a la velocidad de la luz, o, pongamos, a un 75% de la velocidad de la luz —salgo volando hacia el foco—, la luz me dará en la cara a la velocidad de la luz. No al doble, o 1,75 veces, de la velocidad de la luz, sino a la velocidad de la luz.

Es un predicción muy extraña, pero se deduce de la física teórica del siglo XIX, de experimentos sobre electricidad y magnetismo. Einstein fue la primera persona en tomársela verdaderamente en serio, y decir: ¿Qué implica esto? ¿Qué sucede si decimos que la naturaleza se comporta así, si, con independencia de cómo me mueva respecto a ti, ambos vemos la misma velocidad de la luz?

Para entender las consecuencias, ideó un precioso experimento mental que les puedo contar en un minuto y resume lo esencial de la relatividad.

Imaginó un objeto que llamó «reloj de luz». Supongamos que tengo un reloj muy extraño, compuesto solo por dos espejos, colocados así. Y mi péndulo es la luz, que rebota entre los dos espejos. Podemos imaginar un tic, dos tics; un segundo, dos, tres segundos… Funciona como un reloj de alta precisión.

Reloj de luz 1 (relatividad especial de Einstein) | Por amor a la ciencia

 

Pero recordemos que hemos quedado en que todos vemos la misma velocidad de la luz, con independencia de cómo nos estemos moviendo. ¿Qué sucede si subo, literalmente, el reloj al escenario, y lo llevo de un lado a otro? ¿Qué es lo que ven ustedes?

Reloj de luz 2 (relatividad especial de Einstein) | Por amor a la ciencia

Ven que el reloj marca el tiempo pero, como me estoy moviendo, ven algo que se parece más a esta otra imagen, porque partí desde allí y he caminado hasta aquí. La luz, desde su punto de vista, rebotó así, trazando un triángulo.

¿Qué implica eso? Si es realmente cierto que todos estamos de acuerdo en la velocidad de la luz, que todos vemos que es la misma, entonces ustedes verán que el reloj marca el tiempo más lentamente que yo.

¿Por qué? Porque la luz ha tenido que recorrer una distancia mayor para dar un tic que cuando el reloj estaba en reposo. Esa es la predicción. Una predicción muy extraña, según la cual los relojes en movimiento van más despacio, el tiempo se ralentiza si uno se mueve (desde su punto de vista, al ver cómo me muevo por el escenario).

Resulta que eso es correcto, que es cierto. De hecho, el factor por el que se ralentiza, que viene dado por esta ecuación de aquí, se puede calcular utilizando el teorema de Pitágoras.

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Y la razón por la que les muestro la ecuación es para que lo vean —el cuadrado de la hipotenusa es igual a la suma de los cuadrados de los catetos, como ya saben— para que puedan ver los cuadrados, las raíces cuadradas y todo eso… Ese el resultado que se obtiene al hacer los cálculos.

Es algo fascinante: esa ecuación se utiliza en los sistemas de navegación por satélite (GPS).

Cuando usted se monta en su coche, enciende el GPS y se pone en marcha, el GPS funciona, básicamente, midiendo diferencias temporales, entre relojes situados en satélites y otros que están sobre la superficie terrestre. Los satélites se mueven respecto a la superficie, y están muy arriba, por lo que la gravedad es ligeramente más débil. Resulta que eso significa que el tiempo pasa a una velocidad distinta.

¿Cuánta es la diferencia? Einstein predijo hace cien años que sería de unos 36.000 nanosegundos por día. (Un nanosegundo es una mil millonésima parte de un segundo.) No parece mucho, 36.000 nanosegundos, pero la luz recorre 30 centímetros en un nanosegundo, lo que significa que el GPS acumularía un error de 36.000 veces 30 centímetros en su medición de la posición. Que equivale a unos diez kilómetros.

De manera que la posición del GPS cambiaría en diez kilómetros al día si no tuviésemos en cuenta este efecto, que Einstein calculó en 1905 imaginando un reloj de luz con dos espejos. Una preciosa parte de la física que encontró aplicación un siglo después en la navegación por satélite.

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Más información sobre el libro de Cox y Forshaw:

¿Por qué E = mc²?  (primeras páginas).

Más sobre Einstein y la teoría de la relatividad:

Walter Isaacson: La teoría más hermosa de Albert Einstein | Por amor a la ciencia

 

Walter Isaacson: La teoría más hermosa de Albert Einstein

Este mes de noviembre celebramos el primer centenario de la teoría de la relatividad general, que Walter Isaacson, biógrafo de Einstein, considera «la teoría más hermosa de la historia de la ciencia» (y no es el único).

Y no estamos solos en la celebración: hasta el día 24 de noviembre de 2015, la web de ciencia Materia y la editorial Debate sortean diez ejemplares de la biografía de Einstein escrita por Isaacson entre quienes envíen un vídeo explicando la teoría de la relatividad en menos de un minuto (a las cuentas de Twitter o Facebook de Materia con el hasthtag #Relatividad100).

¿Te atreves a intentarlo? Este breve vídeo de Isaacson puede servirte de inspiración…



El camino que lleva a Einstein hasta la teoría de la relatividad comienza en 1905, mientras trata de entender por qué la velocidad de la luz siempre es constante, tanto si uno se aproxima a la fuente de la luz, como si se aleja de ella. Se le ocurre un experimento mental: imagina que un rayo cae sobre ambos extremos de un tren que mueve a gran velocidad. Una persona que esté en el tren verá la sucesión de los rayos de manera ligeramente distinta que alguien que se encuentre junto a la vía.Einstein sabe que todo movimiento es relativo. No podemos decir que la persona en el tren tiene razón y la que está en la vía no. Y eso significa que el tiempo es relativo y depende de nuestro estado de movimiento.

Esta es la teoría de la relatividad especial, que Einstein propuso en 1905.

Diez años después de la teoría especial, en 1915, Einstein la generalizó para incluir el movimiento acelerado y relacionarla con la gravedad. La llamó teoría de la relatividad general y es la teoría más hermosa de la historia de la ciencia.

Lo hizo mediante otro experimento mental. Imaginó cuál sería la situación en un habitáculo cerrado en el espacio exterior, como un ascensor sin ventanas, que se acelerase hacia arriba.

Eso es en resumen la teoría de la relatividad general: la idea de cómo los objetos en movimiento curvan el tejido del espacio y el tiempo, y cómo la curvatura del tejido del espacio y el tiempo indica cómo deben moverse los objetos.

¿Qué sentiríamos? Sentiríamos cómo nuestros pies se pegan al suelo. Si sacásemos unas monedas del bolsillo y las soltásemos, caerían hacia el suelo con una cierta aceleración. Es decir, sería como si estuviésemos sobre la superficie terrestre y su campo gravitatorio.

Introdujo entonces el principio de equivalencia, según el cual los efectos de la aceleración eran equivalentes a los de la gravedad. Y a partir de ahí llegó a la conclusión de que la gravedad no era algo misterioso, sino que viene dada simplemente por la curvatura del tejido del espacio.

Es la teoría más hermosa de la historia de la ciencia, y Einstein la propuso a finales de 1915.

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Además, el próximo día 25 de noviembre (fecha exacta en que, hace cien años, Einstein presentó la parte final de su teoría ante la Academia de Ciencias de Prusia), Materia organiza en Madrid un acto de conmemoración con cinco grandes personalidades de la física mundial, como David Gross, premio Nobel en 2004; Hanoch Gutfreund, reputado experto en Einstein, o el catedrático de Física Atómica, Molecular y Nuclear de la Universidad de Sevilla Manuel Lozano Leyva, autor de libros de divulgación como De Arquímedes a Einstein o El fin de la ciencia:

100 años de Relatividad, evento organizado por Materia en Madrid (25 de noviembre de 2015)

Más información sobre la biografía escrita por Isaacson, en la biblioteca de Por amor a la ciencia:
Einstein: su vida y su universo

Sean Carroll: El sentido de la vida

Sean Carroll, físico teórico en Caltech y autor de La partícula al final del universo y Desde la eternidad hasta hoy, es también un apasionado y elocuente polemista, defensor del pensamiento naturalista, según el cual «no existe más que un único dominio de la existencia, el mundo natural, cuyo comportamiento se puede estudiar mediante la razón y la investigación empírica».

Carroll está actualmente trabajando en su próximo libro, The Big Picture: On the Origins of Life, Meaning, and the Universe Itself, que será, en sus propias palabras, «un ambicioso intento por conectar nuestras vidas cotidianas con las leyes de la naturaleza», en el que también tratará de entender «el significado y la moralidad en un universo que carece de un propósito trascendente».

Este sugerente vídeo recoge parte de su intervención en un debate junto a Michael Shermer, racionalista como él, y Dinesh D’Souza e Ian Hutchinson, defensores de una visión religiosa del mundo. En él, Carroll expone «cómo los naturalistas como yo encontramos un sentido para nuestras vidas finitas, sin necesidad de buscar orientación en el mundo exterior».

Transcripción

Venimos aquí por razones similares. Compartimos preocupaciones. Nos hacemos el mismo tipo de preguntas: ¿Cuál es la naturaleza fundamental de la realidad? ¿Cuál es el papel de la humanidad en el cosmos?

Y es por eso que siempre seguiré siendo obstinadamente optimista en que a través del debate, la razón y la racionalidad podemos avanzar de verdad, al menos, hacia el entendimiento, cuando no hacia el acuerdo.

No obstante lo anteior, religión y ciencia han ido por caminos distintos a lo largo de los años. Hace 500 años este debate no se hubiera celebrado; no había límite entre lo que ahora llamamos ciencia y religión, sólo había intentos de entender el mundo.

Y lo que pasó es que apareció la ciencia al desarrollar técnicas, metodologías para obtener un conocimiento fiable sobre el mundo, y el conocimiento fiable que obtuvimos era incompatible con algunos supuestos de la creencia religiosa.

Lo básico que hemos aprendido haciendo ciencia durante 400 años es algo llamado «naturalismo»: la idea de que solo hay una realidad, no planos separados entre lo natural y lo sobrenatural, que solo hay una existencia material y que formamos parte del universo, de ningún modo podemos mantenernos fuera de él.

Y el modo en que la ciencia llegó ahí es, básicamente, advirtiendo que los humanos no somos tan inteligentes, no somos perfectamente lógicos. Como seres humanos estamos sujetos a todo tipo de sesgos y limitaciones cognitivas: solemos caer en el pensamiento ilusorio, vemos patrones donde no los hay…

Y en respuesta a esto, la ciencia desarrolla técnicas para dotarnos de verificadores de la realidad, para no dejarnos creer cosas que la evidencia no sustenta.

Una de ellas es simplemente el «escepticismo», del que habrán oído hablar. A los científicos se nos enseña que debemos ser los críticos más duros con nuestras propias teorías. Los científicos tratan de refutar continuamente sus ideas favoritas. Es un modo llamativo de hacer las cosas, algo contrario al sentido común, pero nos permite resistir la tentación del pensamiento ilusorio.

La otra técnica es el «empirismo». Nos dimos cuenta de que no somos tan inteligentes como para conseguir verdadero conocimiento solo con pensar sobre ello. Tenemos que ir por ahí y observar el mundo.

Y lo que hemos hecho durante los últimos 400 años es darnos cuenta de que los humanos
no estamos separados, que el mundo es una cosa, el mundo natural, y puede ser entendido.

Esto es muy poco intuitivo, esta afirmación no es en absoluto obvia.

Cuando hablas con una persona, tiene pensamientos, sentimientos y reacciones.

Pero, cuando hablas con una persona muerta, un cadáver (siento ponerme morboso),
no logras esas mismas reacciones, esos pensamientos y emociones.

Es muy natural, de sentido común pensar que una persona viva posee algo que un cadáver no. Algún tipo de espíritu, un alma que la anima o una fuerza de vida. Pero resulta que esta idea resulta no se sostiene ante un escrutinio más detenido.

Estás hecho de átomos. Estás hecho de células que están hechas de moléculas hechas de átomos y, como físicos, sabemos como se comportan los átomos.

Las leyes de la física que gobiernan los átomos han sido se comprenden por completo. Pon un átomo en ciertas circunstancias, dime cuáles son y, como físico, te diré qué hará el átomo.

Si crees que los átomos de tu cerebro y tu cuerpo actúan de manera distinta en una persona viva que en una roca o cristal, lo que estás diciendo es que las leyes de la física son incorrectas, que es necesario modificarlas debido a la influencia de un espíritu, un alma o algo similar.

Eso puede ser cierto —la ciencia no lo puede refutar—, pero no hay evidencia de que lo sea. Y se logra un marco explicativo más potente asumiendo que solo se trata de átomos obedeciendo leyes físicas.

Este tipo de razonamiento es un gran paso hacia el «naturalismo».

Por supuesto, podría seguir. Podríamos hablar sobre cosmología moderna y el origen del universo; podríamos hablar sobre neurociencia y sobre qué es la conciencia, etc. Pero no quiero hacerlo ahora mismo, quizá podamos hablar de ello más tarde…

No quiero hacerlo ahora básicamente porque es un poco aburrido. Y la razón por la que es aburrido es que la discusión se ha terminado. Hemos llegado a una conclusión: el naturalismo ha ganado.

Si vas al departamento de física de cualquier universidad y escuchas sus charlas o lees sus documentos, o a cualquier departamento de biología o neurociencia, cualquier departamento de filosofía, personas cuyo trabajo consiste en explicar el mundo y proponer marcos conceptuales que concuerden con lo que ven, nadie menciona a Dios.

La gente cuyo trabajo es explicar lo que ocurre en el mundo nunca recurre al reino sobrenatural. Todos saben que las explicaciones naturalistas son las que funcionan.

Y aun así, aquí estamos. Teniendo este debate. ¿Por qué lo estamos teniendo? Porque, sin duda, la religión les habla a las personas por otros motivos distintos al de explicar lo que ocurre en el mundo.

La mayor parte de la gente se vuelve religiosa no porque la religión ofrezca la mejor teoría cosmológica o biológica, sino porque les proporciona propósito y sentido a sus vidas, un sentido del bien y el mal, una comunidad, una esperanza.

Así que, si uno quiere decir que la ciencia ha refutado la religión, necesita que la ciencia hable sobre eso.

Y sobre eso tengo buenas y malas noticias. La mala noticia es que al universo no le importas en absoluto. El universo esta hecho de partículas elementales que no tienen inteligencia, no juzgan, no tienen sentido del bien y del mal.

Y el miedo, la ansiedad existencial, es que si el propósito y el sentido no nos vienen dados por el universo, entonces no pueden existir.

La buena noticia es que ese miedo es un error. Existe otra opción: que nosotros le damos un propósito y sentido en el mundo. Si quieres a alguien, no es porque ese amor haya sido puesto en ti por algo externo, sino porque lo has creado dentro de ti. Si te portas bien con alguien, no se debe a instrucciones recibidas, sino a la opción que has escogido.

Este es un mundo siniestro. Uno debería sentirse profundamente afectado al pensar que al universo no le importa, que no le juzga. Pero también es liberador el reto de crear vidas que merezcan ser vividas.

Nunca he conocido a Dios. Nunca he conocido ningún espíritu o ángel. Pero he conocido humanos, muchos de ellos gente maravillosa. Y de verdad creo que si aceptamos el universo por lo que es, si abordamos la realidad con la mente y el corazón abiertos, entonces podemos crear vidas que merezca mucho la pena vivir.

Fuentes:

The Meaning of Life | Preposterous Universe (el blog de Sean Carroll)

The Case for Naturalism | Preposterous Universe

 

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