Filosofía de la física

La dualidad onda-partícula, en el que se aprecia cómo un mismo fenómeno puede ser percibido de dos modos distintos, fue uno de los problemas filosóficos que planteó la mecánica cuántica.

La filosofía de la física se refiere al conjunto de reflexiones filosóficas sobre la interpretación, epistemología y principios rectores de las teorías físicas y la naturaleza de la realidad. Aunque raramente la exposición estándar de las teorías físicas discute los aspectos filosóficos, lo cierto es que las concepciones filosóficas de los científicos han tenido un papel destacado en el desarrollo de dichas teorías. Esto fue notorio a partir de Newton y Kant, llegando a ser muy importante en el siglo XX, cuando la teoría de la relatividad dio lugar a un análisis minucioso de asuntos tradicionalmente objeto de estudio de la filosofía, como la naturaleza del tiempo y el espacio. La filosofía de la física contribuye a través de la crítica de los productos de la física, retroalimentándola.

Introducción

Interpretaciones de la realidad

En el intento humano de comprender la realidad han existido tres enfoques de aproximación para tratar de entender el desarrollo de los acontecimientos físicos:

  1. La primera es la aproximación mítico-religiosa, que busca conocer las cosas basándose en las revelaciones, la tradición, y el contenido de los libros sagrados. En esta interpretación se atribuye voluntad o animacidad a los fenómenos, del mismo modo que la conducta de otros seres humanos parece depender de pensamientos inobservables. En ese sentido tanto las creencias animistas como las religiones teistas suponen que existen algún tipo de mentes autoconscientes (fuerzas naturales autoconscientes, dioses, espíritus, etc.) cuyas acciones voluntarias son los fenómenos físicos y por tanto existe una posibilidad de comunicación humana con dichas entidades, lo cual es el fundamento de dichas religiones.
  2. La segunda es la aproximación racionalista, por medio del razonamiento deductivo; tradicionalmente estos son los métodos preferidos tanto de la filosofía como de las matemáticas, aunque en estas se ha usado también cierta observación e inducción para guiar el desarrollo de las mismas.
  3. La tercera es la aproximación empírica, basada en formar nuevo conocimiento mediante la observación, la experimentación y el razonamiento inductivo. La física se asienta principalmente en esta última manera de buscar la verdad, aunque también hace un uso notable del razonamiento deductivo.

Los dos últimos enfoques asumen que existen relaciones recurrentes, intemporales y universales en la forma en que acontecen los hechos físicos, que son formulables en forma de proposiciones lógicas, llamadas leyes universales o leyes físicas (a diferencia de las interpretaciones místico-religiosas, donde existe arbitrariedad en la relación de unos hechos y otros). La física y la ciencia, en general, son intentos de descubrir las leyes que gobiernan el universo, basándose en acontecimientos conocidos, para entender el pasado y pronosticar el comportamiento futuro de la naturaleza. Los filósofos de la ciencia están interesados en cuestiones tales como la naturaleza de las teorías científicas y su relación con el mundo físico, la manera en que las teorías explican los fenómenos del mundo, la base evidencial e inferencial de estas teorías y la forma en que esa evidencia puede ser utilizada para respaldar justificadamente o desalentar la creencia en una hipótesis.

Supuestos comunes

El edificio de la ciencia se basa en el conocimiento adquirido vía observación y experimentación, para pronosticar con la ayuda del razonamiento deductivo, el comportamiento futuro de la naturaleza. La manera en que los científicos investigan y desarrollan sus teorías se asientan en ciertos supuestos filosóficos comúnmente asumidos:

  • Comprensibilidad del mundo físico, consiste en suponer que la naturaleza se rige por leyes que pueden ser comprendidas racionalmente por los seres humanos. Estas leyes son proposiciones lógicas cuya veracidad da cuenta de porqué ciertos patrones o relaciones aparecen de manera recurrente y constante.
    Tanto el ser humano, como el resto de los animales, han evolucionado y adquirido una inteligencia más amplia, a través del tiempo. Sin embargo, los animales lograron un grado de inteligencia, que solo es suficiente para los fines inmediatos de su existencia y su procreación. La inteligencia discursiva de los seres humanos junto con la transmisión cultural compleja de una generación a otra, les permitió a estos no solo satisfacer las funciones biológicas elementales, sino además construir representaciones abstractas de los hechos del mundo.
    La posibilidad de la conceptualización abstracta es exclusiva, o casi exclusiva, de los seres humanos y primates superiores. Las habilidades cognitivas de los seres humanos, les han permitido hacer generalizaciones sobre patrones recurrentemente observados, formulando leyes que rigen los fenómenos naturales. Es afortunado el hecho de que las leyes naturales existan y que la capacidad intelectual del ser humano, sea suficiente para entenderlas (al menos así parecía, hasta mediados del siglo pasado).
  • Objetividad del mundo físico, consiste en suponer que los fenómenos físicos son independientes del sujeto que los observa, o dicho de otra manera existe intersubjetividad entre diferentes observadores: dos observadores pueden ponerse de acuerdo sobre ciertos hechos observados por ambos. También debe existir objetividad temporal y espacial, es decir, existen relaciones y patrones constantes que no cambian de un lugar a otro, ni de un momento al siguiente.
    Las consecuencias de una acción aquí, son las mismas que ocurren allá, bajo la misma acción y en condiciones semejantes. Lo que ocurre hoy, será lo mismo que ocurrirá mañana, si las condiciones son similares.
  • Consistencia, existe una sola verdad sobre un hecho o un fenómeno en particular, independientemente de las visiones o interpretaciones que se puedan tener sobre el mismo. Un aspecto muy importante, sobre este postulado, es que no puede haber dos verdades que se contrapongan y que sean válidas simultáneamente. La asunción filosófica de consistencia implica que las proposiciones que son deducciones lógicamente válidas de leyes físicas válidas son hechos que serán respaldados por las observaciones experimentales.

Problemas de filosofía de la física

Entre las cuestiones de las que se ha ocupado la filosofía de la física están:

  • El propósito de la física, se refiere a si la física es una descripción de la esencia real de los fenómenos y la naturaleza de la realidad o sólo rastrea y predice formalmente las relaciones cuantitativas y cualitativas entre fenómenos observables.
  • La cosmología física o la naturaleza del espacio, el tiempo, el origen del universo y su destino último, así como problemas relacionados con la existencia y la inmanencia de ciertas propiedades. Actualmente se conciben los campos físicos y la materia como estados excitados del espacio-tiempo donde la energía no está cerca del mínimo posible, al parecer el espacio-tiempo es un tipo de entidad más básico que la materia que serían configuraciones posibles de la geometría de dicho espacio-tiempo (algo que revierte la concepción clásica del espacio y la materia).
  • La naturaleza de la termodinámica y la mecánica estadística, que trata tanto el problema del determinismo, como el papel de la información y cómo debe interpretarse el azar y la probabilidad en el contexto de las teorías físicas. A nivel microscópico, muchas ecuaciones de evolución temporal son reversibles, es decir, son idénticas tanto si el tiempo se desplaza hacia delante como hacia atrás, sin embargo, macroscópicamente el universo parece evolucionar de manera irreversible en la dirección de máxima entropía.
  • La mecánica cuántica, sobre la que existen discrepancias sobre qué interpretación dar al problema de la medida y al hecho de que ciertos fenómenos respondan a descripciones probabilísticas y no deterministas.
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