lunes, 28 de abril de 2008

Murray Gell-Mann. Entrevista

Mundo Científico (*)
(La Recherche, versión en castellano)
Nº 159 (Volumen 15) - Julio-Agosto 1995.

ENTREVISTA CON MURRAY GELL-MANN

Pág. 670 [Presentación] Murray Gell-Mann, premio Nobel de física en 1969, es el descubridor del modelo quark de las partículas elementales. Es profesor de física teórica en el California Institute of Technology y director del Instituto de Santa Fe donde anima un grupo de investigación multidisciplinar que trabaja en mecánica cuántica, el sistema inmunológico del hombre, la evolución de los lenguajes humanos y la economía en general como un sistema complejo adaptativo.

Mundo Científico: ¿Qué influencia han ejercido sobre su concepción de la física sus demás intereses científicos, como la lingüística, la arqueología, etc? Murray Gell-Man: Es una cuestión muy interesante. Mi estilo en física siempre ha tenido ingredientes de las ciencias naturales: como clasificar, buscar patrones,... Pero dado que poseo las dos tendencias, tanto la tendencia apolínea hacia lo racional, lo lógico y lo analítico como la dionisíaca hacia la síntesis, lo intuitivo y lo emocional, que en el libro llamo tendencia odiseica, también he elaborado teorías detalladas, teorías matemáticas. He trabajado en cromodinámica cuántica, en el grupo de renormalización y en la formulación de la teoría de campos basada en relaciones de dispersión, precursora de la teoría de supercuerdas. Así pues, he hecho ambos tipos de cosas e incluso las he combinado: por ejemplo, clasificando las partículas, según el modelo de los quarks y también contribuyendo a la construcción de la teoría matemática actual de los quarks y los gluones.

M.C.: En alguna parte de su libro dice usted que hay una analogía entre el proceder de la empresa científica y la evolución genética.

M.G.: Es cierto. Se trata en ambos casos de sistemas complejos adaptativos, como lo son otras muchas cosas: el aprendizaje en los seres humanos y en los demás animales, el funcionamiento del sistema inmunitario, el funcionamiento de los sistemas complejos adaptativos en ordenadores. Hay muchísimos ejemplos.

M.C.: Existe un elemento de aleatoriedad en la selección genética. ¿Existe también este elemento en el funcionamiento de la empresa científica, algún tipo de "brainstorming"?

M.G.: Sí, sin duda. Yo comparo los dos procesos. No sólo la ciencia, sino el pensamiento creativo en general, con lo que algunos piensan que es la evolución biológica. Hay quien aprecia el enfoque, que describo en mi libro y que realmente es una metáfora no estrictamente aplicable, del relieve adaptativo. Pero en el caso de los esquemas, o de los genotipos, sí lo es. Utilizando esta metáfora, cabría decir que una máquina que para buscar un mínimo sólo sepa rodar pendiente abajo no es demasiado eficiente porque tiene muchas posibilidades de quedar atrapada en un valle no demasiado profundo. Aquí se necesita algún tipo de ruido, la cantidad justa de ruido. Seth Lloyd lo llama el principio de los anillos de oro ("boucles d'or", tomado de los cuentos de Charles Perrault "Contes de ma mére l'Oye"): ni demasiado caliente ni demasiado frío, sólo lo justo. Pasemos o brainstorming, que es una cuestión muy interesante. Creo que cuando se está atascado, un poco de ruido es muy útil, un poco pero no mucho. Me parece que esta analogía no es mala. El brainstorming suministra alguna idea inestable que a pesar de no ser buena en absoluto sirve para salir del valle en que uno se encuentra atrapado y explorar otros valles, algunos de los cuales pueden ser más profundos.

M.C.: ¿Cuáles son los principales temas de investigación que se están desarrollando actualmente en el Instituto de Santa Fe?

M.G.: Hay muchos, pero le puedo citar algunos. Se trabaja en computación adaptativa. Se investigan sistemas complejos adaptativos en ordenadores: redes neuronales, algoritmos genéticos, el programa ECHO, otros métodos basados en analogías con el sistema inmunitario. Tratan de efectuar cálculos adaptativos. Y vna cuestión muy interesante que planteo en el libro: ¿Cuál es la clase de sistemas complejos adaptativos a la que pertenecen los algoritmos genéticos, las redes neuronales y las analogías del sistema inmunitario en ordenadores? No deberíamos limitarnos a contemplar los sistemas naturales y copiarlos, sino que debería ser posible disponer de una clase entera de sistemas complejos adaptativos en ordenadores, de algunos de los cuales no tendríamos noticia a partir de la experiencia del mundo que nos rodea. ¡Quizás existan en otros planetas!

Hay otra (línea de investigación en la que se trabaja desde hace bastantes años que tiene que ver con el perfeccionamiento de ciertos aspectos de la ciencia de la economía. No se trata de algo exclusivo del Instituto de Santa Fe. Hay bastantes economistas muy conocidos comprometidos en la reforma de su disciplina. En este campo, la tendencia consiste en evitar una racionalidad excesiva, una información excesivamente perfecta, unos mercados perfectos, un énfasis excesivo en todas las idealizaciones que es absurdo e incluso contradictorio.

Antes se eliminaba la variable tiempo del problema, cuando en realidad el tiempo es muy importante. Cuando se incluye el tiempo, se topa con la evolución, con la adaptación, con una información imperfecta, unos mercados imperfectos, una racionalidad imperfecta y otras realidades. Sin embargo, como digo en el libro, la economía necesita más que esto. También necesita hacer hincapié en la realidad, en la irreversibilidad y cosas de ese estilo para entrar en contacto con los problemas reales de este mundo.

También está la evolución de las preferencias. La idea antropocéntrica que consiste en trata las preferencias humanas individuales como realidades fijas que tienen que satisfacerse a cualquier precio siempre que distribución sea razonable es una idea absurda. Porque la ciencia muestra que unas preferencias humanas no funcionan. A menudo son inconsistentes y llevan a conflictos. Todo esto no es razonable. Algunas preferencias humanas son incompatibles con la sostenibilidad. Está, asimismo, la idea de muchos economistas clásicos según la cual cuando algo se agota siempre hay algún sustituto. Si se agotan los árboles, se pueden hacen árboles de plástico. Se puede agotar el agua, o el aire, pero entonces se podrá fabricar algo nuevo que respirar. Probablemente, nada de esto es razonable. Así pues, hay realmente muchas maneras de reformar la economía. En cualquier caso, en el Instituto de Santa Fe, y en otros lugares, se investiga sobre todo en la primera dirección apuntada. Por supuesto, yo trabajo con mis colegas, como Seth Lloyd, en el significado de la simplicidad y la complejidad, en el aprendizaje, en el funcionamiento de los sistemas complejos adaptativos y en las reglas generales que los gobiernan

También investigo, sobre todo con Jim Hartle, cómo el mundo cuasiclásico que vemos a nuestro alrededor emerge de la mecánica cuántica. Estos tres temas recurren en cierta medida a las mismas matemáticas. Si se escribe la definición técnica de la complejidad efectiva y se le añade una especie de medida de la información, entonces la suma de estas dos magnitudes se presenta en los tres ámbitos. Se presenta evidentemente, en la definición de la complejidad efectiva en la información: se trata de la suma de ambas. También se presenta en la entropía expresada en unidades de kb log 2. Se presenta, asimismo, en la definición del aprendizaje, ya que si se consideran no ya esquemas competitivos incompatibles sino la identificación de regularidades sucesivas y compatibles que se van acumulando, entonces esta magnitud mide el progreso del aprendizaje. En otro campo, el de la mecánica cuántica hay historias alternativas del Universo que se construyen de varias maneras y se desea obtener una medida de la "clasicalidad". Pues bien, la misma magnitud mide este comportamiento. Encontramos, por tanto, unas semejanzas interesantes que nos permiten abordar con el mismo aparato matemático varios campos que a primera vista parecen completamente distintos. Y me parece que Jorge Wagensberg piensa cosas similares sobre bastantes cuestiones.

M.C.: Usted sabe que mucha gente se muestra escéptica respecto a la teoría de la complejidad. Alguna gente cree que lo que se esta, haciendo es muy interesante, que está muy bien disponer de clases de universalidad, etc. Pero otros muchos creen que todo este campo está resultando bastante estéril.

M.G.: No estoy hablando de la teoría de la complejidad, sino del estudio de lo simple y lo complejo. Hay que dar tiempo al tiempo. Es muy pronto todavía. Por ejemplo, mucha gente está trabajando en la interesante observación de que en muchos campos se advierte una aparente tendencia de los sistemas complejos adaptativos compuestos tales como mercados económicos formados por inversores, sistemas sociales hechos de individuos, etc., a evolucionar hacia una muy reducida región de transición entre el orden y el desorden, entre un gran orden y un gran desorden en la que ocurren ciertas cosas. En primer lugar, esos sistemas evolucionan hacia dicha región; en segundo lugar, esa región es muy adecuada para la adaptación; y en tercer lugar, esa región lleva a leyes de escala.

En mi libro cito, por ejemplo, el caso de las costas rocosas de la zona nororiental del mar de Cortés, donde viven criaturas tales como bellotas de mar y mejillones, que son objeto de depredación por parte de otros organismos como estrellas de mar. Si se calcula el porcentaje de superficie rocosa ocupada por cada una de aquellas especies y se ordenan los resultados en varios rangos, se obtiene una ley de escala muy similar a la ley de Zipf. Si ocurre un accidente de algún tipo, por ejemplo una contaminación, que elimine al depredador más importante, la estrella de mar de 22 brazos Heliaster kubinji, el equilibrio entre las especies se reajustara porque el patrón de depredación habrá sido alterado; sin embargo, seguirá rigiendo la ley de escala. En economía, tenemos la ley de Pareto para los ingresos más altos, que también es una ley de escala. Si se perturba esta situación con una revolución comunista o algo por el estilo y al cabo de un tiempo se restablece el capitalismo, la ley vuelve a regir. Por tanto, la idea no es tan absurda. No me gusta, el nombre con que algunos designan el fenómeno: adaptación en el umbral del caos. Tal vez no se trate de un umbral, tal vez el origen del desorden no sea el caos en un sentido estricto. En todo caso, se trata de un tema de investigación muy interesante. Éste es uno de los productos del Instituto de Santa Fe a los que aludía.

Otro producto es el sistema ECHO de Holland y sus colaboradores, que, en tanto que método de computar y modelizar sistemas, va mucho más allá de los algoritmos genéticos. Uno de los mayores avances ha consistido en la construcción de modelos informáticos extremadamente simples que incorporan una pequeña dosis de azar. Esos modelos, sin embargo, logran producir una gran cantidad de complejidad aparente y a veces una gran cantidad de complejidad real. Hay que tomar en consideración todo el espectro que abarcan esos modelos. En un extremo, tenemos modelos de gran simplicidad, aparentemente sin accidentes históricos. Son muy generales y simples y podrían darse en muchísimos lugares del Universo. Nada señala en ellos el planeta Tierra. Son muy instructivos comparativamente fáciles de analizar. Si lo que se desea es aplicar estos resultados al conocimiento de lo que ocurre en la Tierra, a las ciencias de la vida o especialmente a los problemas de gestión de la sociedad humana, hay que incluir muchísimos datos relativos a nuestro planeta que han ido emergiendo históricamente en él: propiedades de los organismos, propiedades de la Tierra, propiedades de los seres humanos, propiedades de las sociedades humanas. Pero cuando se incorporan estos resultados específicos, los modelos, obviamente, se vuelven más complicados. Son más difíciles de analizar pero más realistas. También necesitamos distintos niveles de organización, con esquemas que operen en cada uno de ellos: esquemas para sistemas familiares, esquemas para pueblos, esquemas para alianzas entre pueblos y así sucesivamente.

Cuando se hace esto, surge un problema, porque por una parte los niveles más altos de organización emergen en el modelo a partir de los más bajos, pero por otra parte queremos que aparezcan tal como se han desarrollado históricamente. Se trata de un problema de doble contaje que hay que abordar. Todo ello es muy interesante y está en curso de estudio. Advierto en el libro contra la aplicación de modelos simples como pautas de conducta en política, pues en tal caso se estaría intentando encarar a los seres humanos y a las sociedades humanas en el lecho de Procusto de una teoría matemática aproximada, que es precisamente aquello de lo que acusábamos a los economistas, o a algunos economistas. En los peores Casos, como es sabido, se han utilizado seudociencias para justificar matanzas, discriminaciones y todo tipo de cosas horribles. Por tanto, advierto contra el uso de todo esto como prótesis para la imaginación. El camino emprendido es probablemente el mejor, pero hay que tener muy en cuenta la cuestión del detalle, de cuánto detalle incorporar.

En lo tocante a la economía, se han hecho enormes progresos en el Instituto de Santa Fe y en otros lugares. La teoría clásica, con su concepto de lo perfecto, no permite ninguna fluctuación, no deja ningún resquicio para los mercados reales. Y esas son las cosas que ahora se están investigando. Dos de mis colegas, como es sabido, han creado una empresa inversora y las cosas les van muy bien. Se basan en los aspectos no aleatorios de los mercados financieros. Generalmente, la magnitud más fácil de estudiar es el cambio temporal de la fluctuación promedio. Y ese estudio no lo llevan a cabo a partir del caos, como dije en el libro. (Lo que dije en el libro no es falso pero no capta el verdadero concepto). Sus herramientas, dije, derivan del estudio del caos. Esto es cierto, pero no es el caos lo que realmente utilizan sino algo más parecido a las redes neuronales o los algoritmos genéticos. Y lo que principalmente estudian, y les está dando mucho dinero, es la desviación cuadrática media y la fluctuación de la desviación cuadrática media. Se trata de todo un avance, pues hace unos pocos años todavía se podía leer que los mercados se limitaban a realizar un paseo aleatorio en torno a los valores establecidos por los principios de mercado.

M.C.: En algún punto de su libro dice usted que este tipo de investigaciones no eran muy bien acogidas en Caltech.

M.G.: Bueno, no sé qué estarán haciendo ahora en Caltech, pero cuando yo estaba me ayudaron mucho a hacer física de partículas elementales. Allí se fomentaba biología molecular, la astronomía galáctica y todo tipo de estudios fundamentales que tratan de describir los mecanismos que subyacen a los fenómenos. Y eso es magnífico. También lo es el estudio de Las células nerviosas y cosas de ese estilo. Pero se dejaban de lado, creo yo, el estudio fenomenológico de las cosas en propio nivel: los seres vivos, los sistemas ecológicos, el pensamiento humano, las lenguas, la cultura. No había arqueología, casi no había lingüística ni psicología. Ahora están empezando a hacer un poco de psicología...

M.C.: ¿Se puede hablar de prejuicios?

M.G.: No lo sé. Ellos dicen que aquello es un lugar pequeño y no se puede hacer todo. Por tanto, se concentran en el estudio de los mecanismos. No hay nada que decir, dejémosles trabajar. A mí me gustan las dos cosas, soy odiseico. Me gusta el estudio analítico de los mecanismos y el estudio sintético de los fenómenos en su propio nivel, fenomenológicamente. Me gusta hacer ambas cosas. Por tanto, después de cuarenta años me marché a otra parte. Difícilmente puede haber otro lugar con menos biología evolucionista. Ni siquiera en la Bob Jones University, donde creen en el creacionismo. Parece ser que tienen un sólo estudiante de teoría de la evolución ¡y está en el departamento de geología!

M.C.: ¿Qué supone el descubrimiento del quark top?

M.G.: En el modelo estándar, era necesario descubrir el quark top. Era preciso hacer esta confirmación de la teoría porque si el quark top no existiera con una masa inferior a unos 200 GeV, el quark top no haría su trabajo como tal, sería otra cosa. Los teóricos esperaban ese descubrimiento. Por otra parte, persiste la necesidad de encontrar los bosones de Higgs, de verificar su existencia. Estos bosones tienen una importancia enorme porque están conectados con la violación espontánea de la simetría, con la existencia de masas no nulas. Además, fuera del modelo estándar, están las predicciones de la teoría de las supercuerdas, único candidato para la teoría unificada de todas las partículas elementales y todas las fuerzas de la naturaleza, que predice por ejemplo la existencia de una supercompañera más pesada para cada partícula conocida. No podemos calcular con precisión la diferencia típica de masa entre una partícula conocida y su supercompañera, pero hay indicies de que esta diferencia de masa no es muy grande. Por ello, es muy importante construir nuevos aceleradores, como el de LHC Ginebra, y tratar de verificar la existencia de las supercompañeras, que constituye una predicción de la teoría de supercuerdas.

La teoría de supercuerdas ya ha tenido algún éxito porque contiene la teoría de la gravitación de Einstein de una manera compatible con la mecánica cuántica, sin cantidades infinitas, sin problemas, por primera vez en la historia. Es extraordinariamente importante.

M.C.: ¿Aconsejaría a sus amigos del Instituto de Santa Fe que apostasen dinero por la teoría de supercuerdas? ¿Cree usted realmente en ellas?

M.G.: No, no quiero decir esto. Creo que se trata de una muy buena candidata a Teoría unificada. Es la única candidata que jamás hemos tenido y goza de grandes posibilidades de ser correcta. Si por alguna razón no lo fuera, estaría muy cerca de serlo. En cualquier caso, tendríamos que verificarla, o tratar de verificarla, en vez de hacer como algunos de mis colegas que ironizan sobre ella y declaran a la prensa que es inverificable. Casi todo el mundo con quien hablo de ese tema dice que es bien sabido que la teoría es inverificable. No es tan difícil de verificar. Por ejemplo, se puede tratar de encontrar las superpartículas. ¿Por qué es tan difícil?

M.C.: En ese caso, no se están comprobando las supercuerdas, sólo la supersimetría.

M.G.: Pero la supersimetría ya es una de las predicciones de las supercuerdas.

M.C.: Usted sabe que el bosón de Higgs es una piedra angular muy importante del modelo estándar. En cualquier caso, no será descubierto en Estados Unidos debido a la decisión de cancelar la construcción del SSC. ¿Cuál es su reacción ante este hecho?

M.G.: Lo he dicho en el libro. Es un conspicuo revés para la civilización humana. ¿Qué más puedo decir? Es un terrible paso atrás.

M.C.: De alguna manera, usted parece herido por la actitud de algunos de sus colegas físicos.

M.G.: Bueno, ya he dicho que mi amigo Phil Anderson probablemente no se habría opuesto a la construcción si al bosón de Higgs se le hubiera llamado bosón de Higgs-Anderson. Me parece muy probable.

M.C.: ¿Qué futuro piensa usted que tiene la física de altas energías, especialmente en Estados Unidos?

M.G.: No lo sé. Supongo que los físicos experimentales tendrán que trabajar en el CERN. Es la única posibilidad. En cualquier caso, creo que la cooperación internacional es una magnífica idea.

M.C.: ¿Nota en sus colegas la impresión de que éste es un campo en retroceso? Algunas personas así lo afirman.

M.G.: No, en absoluto. No creo que éste sea un campo en retroceso. Estamos tratando de verificar todas estas fantásticas teorías que constituirían, tal vez la más importante de las síntesis.

Lo más importante es la posibilidad de que podamos realmente construir la teoría de las partículas elementales. Porque ello implica que realmente hay una teoría, que no es tan sólo una categoría de la mente humana seguida por otra categoría de la mente, en el sentido kantiano. Si realmente encontramos una teoría es la teoría, es que existe una teoría.

Otros sistemas complejos adaptativos inteligentes en otra parte del Universo podrán encontrar la misma teoría, con una notación diferente tal vez, o escrita con ocho o cuatro manos, pero la misma teoría.

(Declaraciones recogidas por Romualdo Pastor. Museu de la Ciencia de la Fundació "la Caixa", Barcelona y Doménec Espriu, Universitat de Barcelona.)

(*) Esta revista, lamentablemente, ha dejado de aparecer, hace años, en su edición en español.