Ilya Prigogine - El fin de las certidumbres

E ste libro tiene una historia curiosa. Inicialmente, se trataba de preparar la traducción de Entre le temps et l’éternité , escrito en colaboración con Isabelle Stengers. Preparamos varias versiones sucesivas (entre las cuales una se publicó en alemán y otra en ruso). Pero los progresos realizados recientemente en este tema me obligaron a proceder a la revisión de la presentación. Por modestia, Isabelle Stengers deseó no ser coautora y sólo aparecer como mi «colaboradora», en circunstancias que sin ella este libro no se habría escrito. Además, yo había preparado el texto en inglés; lo tradujo al francés y lo mejoró en varios aspectos. Le agradezco de todo corazón.

Este libro es el resultado de un trabajo en equipo que se prolongó durante varios años. No puedo citar a todos los que contribuyeron. Con todo, quisiera destacar la importancia del equipo de jóvenes, entre los que se cuentan I. Antoniou (Bruselas), D. Driebe (Austin, EE.UU.), H. Hasegawa (Austin), S. Tasaki (Kyoto) y T. Petrovsky (Austin). Numerosas ideas sobre el tiempo, el determinismo y la irreversibilidad, presentadas en esta obra, habían sido formuladas anteriormente pero gracias a ellos pudieron ser precisadas y encontraron una formulación matemática más elegante.

No quiero olvidar tampoco a mi antiguo equipo de Bruselas, que preparó este trabajo, y quisiera agradecer muy especialmente a R. Balescu, M. de Haan, Fr. Henin, C. George, A. Grecos y F. Mayné. Finalmente, mi gratitud también se extiende a las instituciones que respaldaron estos trabajos, en particular la comunidad francesa de Bélgica, el gobierno federal belga por intermedio de los Polos de atracción universitaria, el Departamento de Energía de los Estados Unidos, la Unión Europea y la Welsch Foundation (Texas).

Por último, quisiera agradecer a Odile Jacob por su paciencia y estímulos. Con sus observaciones, Gerard Jorlan me ayudó a expresarme con mayor claridad.

Ante todos los nuevos problemas que hoy se perfilan en el horizonte no es fácil apartar el tiempo necesario para escribir un libro. Este habrá cumplido su objetivo si puede transmitir al lector mi convicción de que asistimos a un cambio radical en la dirección que ha seguido la física desde Newton.

¿UNA NUEVA RACIONALIDAD?

S egún Karl Popper el sentido común tiende a afirmar que «todo acontecimiento es causado por un acontecimiento, de suerte que todo acontecimiento podría ser predicho o explicado… Por otra parte, el sentido común atribuye a las personas sanas y adultas la capacidad de elegir libremente entre varios caminos distintos de acción…». Dilema en que se juega nuestra relación con el mundo, y particularmente con el tiempo. ¿El futuro está dado o en perpetua construcción? ¿Acaso la creencia en nuestra libertad es una ilusión? ¿Es una verdad que nos separa del mundo? ¿Es nuestra manera de participar en la verdad del mundo? La cuestión del tiempo se sitúa en la encrucijada del problema de la existencia y el conocimiento. El tiempo es la dimensión fundamental de nuestra existencia, pero también se inserta en el centro de la física, ya que la incorporación del tiempo en el esquema conceptual de la física galileana fue el punto de partida de la ciencia occidental.

Desde luego ese punto de partida es un triunfo del pensamiento humano, pero además se sitúa en el origen del problema que trata este libro. Es sabido que Einstein aseveró a menudo que «el tiempo es una ilusión».

Y en efecto, el tiempo —tal como fuera incorporado en las leyes fundamentales de la física desde la dinámica newtoniana clásica hasta la relatividad y la física cuántica— no autoriza ninguna distinción entre pasado y futuro. Todavía hoy y para numerosos físicos la siguiente es una verdadera profesión de fe: en el nivel de la descripción fundamental de la Naturaleza no hay flecha del tiempo.

Sin embargo en todas partes —en química, geología, cosmología, biología o ciencias humanas— pasado y futuro desempeñan papeles diferentes. ¿Cómo podría la flecha del tiempo surgir de un mundo al que la física atribuye una simetría temporal? Tal es la paradoja del tiempo, que traslada a la física el «Dilema del determinismo». La paradoja del tiempo está en el centro de este libro.

La paradoja del tiempo sólo fue identificada tardíamente, en la segunda mitad del siglo XIX, gracias a los trabajos del físico vienés Ludwig Boltzmann. Este creyó posible seguir el ejemplo de Charles Darwin en biología y dar una descripción evolucionista de los fenómenos físicos. Su intento tuvo por efecto el poner en evidencia la contradicción entre las leyes de la física newtoniana —basadas en la equivalencia entre pasado y futuro— y toda tentativa de formulación evolucionista que afirmara una distinción esencial entre futuro y pasado. En esa época las leyes de la física newtoniana eran aceptadas como la expresión de un conocimiento ideal, objetivo y completo. Puesto que dichas leyes afirmaban la equivalencia entre pasado y futuro, cualquier tentativa de atribuir una significación fundamental a la flecha del tiempo parecía una amenaza a ese ideal.

La situación no ha cambiado hoy. Numerosos físicos consideran la mecánica cuántica (en el ámbito de la microfísica) como la formulación definitiva de la física, tal como en la época de Boltzmann los físicos consideraban definitivas las leyes de la física newtoniana. Perdura por lo tanto el interrogante: ¿cómo incorporar la flecha del tiempo sin destruir esas grandiosas construcciones del intelecto humano?

Así entonces, desde la época de Boltzmann la flecha del tiempo ha sido relegada al dominio de la fenomenología. Nosotros, observadores humanos limitados, seríamos responsables de la diferencia entre pasado y futuro. Esta tesis, que reduce la flecha del tiempo al carácter aproximativo de nuestra descripción de la Naturaleza, es aún sustentada en la mayoría de los libros recientes. Otros autores renuncian a pedir a la ciencia la clave del misterio insoluble que constituiría el surgimiento de la flecha del tiempo. Pero desde Boltzmann la situación ha cambiado profundamente. El desarrollo espectacular de la física de no-equilibrio y de la dinámica de los sistemas dinámicos inestables, asociados a la idea de caos, nos obliga a revisar la noción de tiempo tal como se formula desde Galileo.

En efecto, en el curso de los últimos decenios nació una nueva ciencia: la física de los procesos de no-equilibrio. Esta ciencia condujo a conceptos nuevos como la auto-organización y las estructuras disipativas, hoy ampliamente utilizados en ámbitos que van de la cosmología a la ecología y las ciencias sociales, pasando por la química y la biología. La física de no-equilibrio estudia los procesos disipativos caracterizados por un tiempo unidireccional y, al hacerlo, otorga una nueva significación a la irreversibilidad. Antes, la flecha del tiempo se asociaba a procesos muy simples, como la difusión, el frotamiento, la viscosidad. Se podía concluir que esos procesos eran inteligibles con la sola ayuda de las leyes de la dinámica.

No sucede lo mismo hoy. La irreversibilidad ya no sólo aparece en fenómenos tan simples. Está en la base de una multitud de fenómenos nuevos, como la formación de torbellinos, las oscilaciones químicas o la radiación laser. Estos fenómenos ilustran el papel constructivo fundamental de la flecha del tiempo. La irreversibilidad ya no se puede identificar con una simple apariencia que desaparecería si accediéramos a un conocimiento perfecto. Es condición esencial de comportamientos coherentes en el seno de poblaciones de miles y miles de millones de moléculas. Conforme a una fórmula que me gusta repetir, la materia es ciega al equilibrio allí donde no se manifiesta la flecha del tiempo, pero cuando ésta se manifiesta lejos del equilibrio, ¡la materia comienza a ver! Sin la coherencia de los procesos irreversibles de no-equilibrio sería inconcebible la aparición de la vida en la Tierra. La tesis según la cual la flecha del tiempo sólo sería fenomenológica se vuelve absurda. Nosotros no engendramos la flecha del tiempo. Por el contrario, somos sus vástagos.