29 julio 2008

Una conversación muy interesante


Finalmente conocí el Instituto de Alta Investigación de la Universidad de Tarapacá, donde fuí hoy en la mañana y pasé un muy buen rato conversando con Tito Torres, uno de nuestros grandes valores de la física teórica. Aproveché de llevarme un ejemplar de la revista Ingeniare donde aparecen los 16 papers escogidos de su trabajo sobre la Teoría Total Unificada, que -generosamente- me lo dedicó "Para Tomás, el primero entre mis discípulos" me imagino que es por el órden cronológico porque en inteligencia no pasa nada.

En fin, la verdad es que debe haber sido por el año 1983 que Tito me hizo clases de electromagnetísmo y me dí cuenta enseguida que se trataba de alguien extraordinario, para mi fue un privilegio haberlo tenido de profesor cuando el era un simple ingeniero con pasión por la ciencia y es uno de los profesores que más he admirado.

Lo que quería contarles es la entretenida conversación que tuvimos cuando le pregunté de donde diablos se le había ocurrido relacionar la quiralidad con el problema de la Teoría Unificada. Me contaba que cuando estaba estudiando ingeniería, un norteamericano que era su profesor de física le pasó un paper con una curiosidad que podía tener potencial, en ese artículo se postulaba que los campos eléctricos y magnéticos no son ortogonales (a noventa grados) sino que van en paralelo, lo que contradecía una de las primeras cosas que aprendemos en el electromagnetísmo. Con los años fue desarrollando esta idea que era posible si se consideraba un desplazamiento del campo quiral, cerrado sobre si mismo.

Muchas cosas interesantes salieron de esa conversación, como por ejemplo que una teoría exitosa en lo predictivo no es necesariamente la mejor: la gravitación de Newton es inmensamente exitosa dentro de cierta escala, pero se basa en conceptos de "fuerzas" que hoy se consideran profundamente equivocados. Algo parecido podría pasar con la mecánica cuántica que ha permitido casi todos los grandes avances de la electrónica pero sin embargo puede estar fundada sobre supuestos erroneos.

Me contaba Tito que pasó muchos años leyendo los trabajos de Einstein y los grandes teóricos de la mecánica cuántica, fundamentalmente Niels Bohr el mejor de todos, Einstein tenía una instintiva repulsión por la teoría cuántica y pasaba meses diseñando experimentos imaginarios y haciendo cálculos para derribarla y cada vez que sacaba un paper atacándola Bohr lo despachaba de un día para otro con una demoledora respuesta que dejaba en evidencia los errores de Einstein, lo que terminó por desmoralizarlo completamente. Piensa que si en los tiempos de Einstein se hubiese conocido bien el concepto de quiralidad, la mecánica cuántica nunca se hubiese instalado como lo está ahora y tendríamos una teoría unificada hace rato.

El problema actual es que hay dos teorías incompatibles para explicar la naturaleza de las fuerzas: la Relatividad General que es una explicación geométrica y funciona muy bien en los grandes cuerpos celestes y la Teoría Cuántica que se basa en la probabilidad y funciona perfectamente a nivel atómico, parece bastante obvio que ambas son aproximaciones parcialmente exitosas, tal como la gravitación de Newton, pero el menos una de estas dos tiene que estar basada en un enfoque equivocado a pesar de su éxito predictivo.

Como la mecánica cuántica ha generado tanto avance y predice tan bien los fenómenos atómicos, el mainstream cientifico ha ido instalando la idea que el enfoque de Einstein -o clásico- era el equivocado y se han dedicado enormes esfuerzos en desarrollar una teoría de la gravedad según la mecánica cuántica. Los reultados hasta ahora han sido complicados hasta lo ininteligible y se ve muy lejos la posibilidad de encontrar una explicación simple y clara para la unificación de las fuerzas.

El trabajo de Tito va en dirección opuesta al mainstream porque se desarrolla a partir de la teoría clásica, relaciona las ecuaciones de la Relatividad General con un campo electromagnético de geometría quiral, llegando a la Ecuación Cuántica de Dirac. Es un enfoque clásico en todo el sentido porque explica geométricamente las fuerzas, sin necesidad de recurrir a rarezas cuánticas como el principio de incertidumbre, que violenta nuestra experiencia directa del mundo, ni de complicadas funciones de onda y probabilidad. La mayor aversión de Einstein contra la mecánica cuántica se reflejó en su conocido exabrupto "no creo que Dios juegue a los dados con el universo", la Teoría Total Simplificada de Tito elimina la necesidad de funciones probabilísticas y simplifica enormemente toda la explicación. Por lo menos en estética gana lejos.

La Teoría Total Simplificada hace honor a su nombre: lo simplifica todo partiendo por el análisis matemático necesario que es completamente clásico, la explicación es geométrica tal como en la Relatividad General, no pide actos de fe como es el aceptar el principio de incertidumbre y la matéria sería simplemente un campo que se cierra sobre si mismo y por lo tanto no irradia, conceptos que hoy son casi esotéricos como el spin se pueden asimilar al giro físico de las partículas, el modelo de universo es una membrana espacio-tiempo con cuerdas quirales que hacia la derecha produce un plasma de partículas de materia y radiación quiral electromagnética, ahi es donde vivimos nosotros. Hacia la izquierda de la membrana se produce el plasma de antipartículas, donde obviamente no vivimos nosotros. Es lo suficientemente sencillo como para poderse dibujar. La versión electrónica de la revista con los 16 papers de Tito puede verse aquí.

Conversábamos también sobre la genialidad de James Clerk Maxwell el único cuyas teorías han permanecido imbatibles al paso de los años, me decía Tito que había traído de una universidad Americana el faccimil del trabajo original sobre el desarrollo de sus famosas ecuaciones y en su opinión no hay explicación lógica para que un ser humano -normal o genio- haya podido hacerlo con los conocimientos y matemáticas de esa época, mi homenaje a las ecuaciones que tanto me hicieron sufrir en electromagnetismo que -según Tito- ahora tienen un análisis extremadamente simple ¡como sería el análisis complejo!, aqui van:
No hay nada más entretenido que la física, la madre de todas las ciencias que permite hacer las teorías más globales, que suerte poder conversar un rato con mi amigo Tito, ojalá yo hubiese tenido cabeza para dedicarme a eso pero que diablos.

A todo esto le encontré una aplicación mucho más terrestre a la revista dedicada que me regaló mi amigo: Cuando vaya en un bus o en un avión, me voy a sentar al lado de una mina, carraspearé, sacaré aparatosamente la revista asegurándome que vea la dedicatoria y empezaré a tarjar con un lápiz las ecuaciones mientras murmullo "este Hector nunca va a aprender, no pienso seguir regalándole mis ideas" Seguro que la impresiono. Ahora me voy a dormir y a soñar que mi imaginaria compañera de asiento me mira con ojos de plato mientras me susurra "pero Tomasito que inteligente eres" jaja buonanotti.

12 comentarios:

  1. El trabajo de recopilacion y estudio con sus consecuentes resultados realizado por Maxwell es asombroso. Se le ocurrio ponerse a observar la similaridad entre la velocidad de la luz y la de la corriente, en vez de estar en un bar tomandose un oporto con sus amigos jaja. Ademas, como era un Naturphilosoph buscaba la continuidad en todos los fenomenos por eso que buscaba explicaciones simples. Si, Tito Torres es ciertamente especial y en una de esas se convierte en uno mas de los destacadisimos.

    BTW, no creo que tu metodo imaginado de captivar feminas sea el mas efectivo, me refiero a eso de abrir un libro y empezar a tarjarlo. Bueno, depende del niche que persigas jajaja. Definitivamente lo logras si es una fan de Guerra de las Galaxias; una "nerd" but no Pamela Anderson jaja...
    Salu2 :D

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  2. ups! perdon... creo que se dice "SIMILITUD" no "similaridad".

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  3. Si bien estoy muy lejos del nivel de tu "maestro" (La fisica teorica no es mi fuerte). Creo recordar algunos aspectos que me impulsan a corregir lo que dices.

    Ambas, la relatividad (i.e. gravitacion) y fisica cuantica son teorias muy elegantes, basadas en principios muy solidos. Ambas son muy esteticas en ese sentido. Y ambas son complicadisimas en lo matematico.

    Es improbable que alguna sea incorrecta en lo esencial. El problema es que eso "esencial" pueden ser solo aspectos de algo mas fundamental.

    El principio de incertidumbre, no es una "rareza cuantica". Es una consecuencia logica de la naturaleza ondulatoria del mundo subatomico. Estas se tratan naturalmente con el formalismo de Fourier (lo mas real que he visto en fisica) y resulta que ciertas cantidades fisicas son solo transformadas de Fourier de la otra. Ergo, no se pueden determinar con independencia una de la otra. (Esto sucede tambien con todo tipo de ondas)

    El enfonque de tu amigo es interesante de todas maneras. Hace falta nuevas ideas. Porque en cada experimento tratando de testear algunas predicciones de la "unificacion", hay un fracaso.

    MV

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  4. Algo simple y secillo ;resulta que hace poco me entero que la fuerza centrifuga :" no existe" ;es algobasico pero para alguien que no ha tocado sino los bordes de la fisica es algo espectacular que el analisis que tan graciosamente nos tragamos sea falso de falsedad absoluta.
    Esto hace ver que equivoco en la fisica contribuye al atractivo de esta en la mente humana.
    Buen post-muy ilustrado-genial-.
    Nils.

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  5. "Encuentro con hombres notables" esa es una de las fortunas que se pueden tener en la vida;envidiable,gracias a internet podemos apreciar y sentirno parte delos observadores privilegiados.
    N.

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  6. Lilian, te encuentro la razón en lo que dices de Maxwell, no solo fue inteligente como otros, además parece que tuvo alguna clase de conocimiento iluminado, de esos que no están ni siquiera al alcance de un genio. He leído y escuchado de muchas personas que entienden el desarrollo original de sus ecuaciones -no es mi caso- que lo de Maxwell casi no tiene una explicación natural, leí algo así en el libro de Feynmann (lecturas de física), en La Ventana de Arquímides (otro gran libro de divulgación que me regaló Mila) y me lo comentó también el propio Tito que repasó todo el trabajo original.

    Miguel, gran aporte y te agradezco el comentario. El concepto de elegancia es medio subjetivo y probablemente tienes razón. Aunque la mecánica cuántica y la relatividad general tienen un desarrollo matemático endiabladamente complicado, me parece que la idea de esta última es más simple en sus conclusiones. Cuando explica los movimientos como consecuencia de la geometría del medio es algo más cercano a nuestra experiencia común que tratar de imaginarse algunas características de la naturaleza ondulatoria de algo. Creo que hay cosas contraintuitivas en la mecánica cuántica, que, si bien pueden ser explicados limpiamente por las matemáticas no guardan relación con nuestra experiencia diaria, tal vez por eso Einstein que era muy intuitivo siempre desconfió de ella.

    Copio un párrafo introductorio del primer paper de T. T.: "Las dos grandes revoluciones del siglo XX, la relatividad general y la cuántica, son incompatibles entre sí (...) Usan estrategias diferentes, imágenes de la realidad diferentes y métodos matemáticos diferentes. La relatividad elude la naturaleza cuántica y la teoría cuántica elude el espacio-tiempo curvo. La primera no acepta el principio de incertidumbre y la segunda no acepta el principio de equivalencia. Para la relatividad general, la constante de Plank h es igual a cero: para la teoría cuántica, la constante gravitacional de Newton G es igual a cero".

    Es interesante lo que mencionas sobre una variable que se relaciona con otra mediante transformadas de Fourrier, me imagino que te refieres a la velocidad y posición en el principio de incertidumbre. Mi idea de las TF -muy básico- es que permiten representar cualquier función periódica (y algunas no periódicas) por sumas de senos y cosenos, por ejemplo una ondulación muy compleja se puede transformar en una suma sinusoides puras, lo que físicamente se podría interpretar como que una onda compleja es la suma de muchas sinusoides de distinta amplitud. Sería muy interesante para mí si pudieras explicar con alguna analogía más o menos física como en las cosas de naturaleza ondulatoria una variable es la TF de la otra.

    Otra cosa es que en en la física el valor de verdad es algo provisorio ¿quien podría imaginar después de Newton que su teoría no era sólida como una roca?, eso es lo bonito de la ciencia, que todo es provisional y todo se puede cuestionar "en serio", lo único que no sería serio es decir que alguna teoría es verdad definitiva. Claro que hay explicaciones mucho más sólidas que otras y seguramente a eso te refieres en la teoría cuántica, pero quien nos dice que podría aparecer un enfoque mejor y radicalmente distinto, mal que mal el modelo del sol inmovil al centro del universo sirvió bien durante muchos años. Por eso estoy bien de acuerdo en lo que dices sobre el valor de gente que tome ideas o enfoques poco populares como el trabajo de Tito, es saludable para el progreso de las ideas que alguien mire las cosas patas arriba de vez en cuando.

    Nils: pensándolo bien la mayoría de las cosas no existen, no como las imaginamos al menos, la fuerza es una de esas cosas que nos parecen tan evidentes y mientras más tratan de comprenderla más se aleja a la idea que tenemos de lo que es; el valor de verdad es un asunto delicado en la ciencia.

    Y efectivamente he tenido mucha suerte de conocer gente interesante y extraordinaria en muchas cosas, más por lo que son en si que por lo que han conseguido.

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  7. Lilian, la estrategia de aparentar inteligencia está dirigida más bien a las Pamelas Anderson que a las nerd, los opuestos se atraen: las nerds buscan fisiculturistas y las rubias tontas buscan intelectuales.

    Iba a poner el ejemplo de Marilyn y Henry Miller pero no vale porque Marilyn no tenía ni un pelo de tonta ;D

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  8. Y de donde sacaste esa teoria de las Pam Anderson's atraidas a los intelectuales Dr. Bradanovic?? :D

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  9. Bueno, según me han contado así es la cosa, la gente busca lo que carece, las mujeres inteligentes admiran la apariencia y las rubias silly buscan a los que se las dan de intelectuales. Hay excepciones, claro, pero es la regla más o menos general.

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  10. No se... tu teoria es bastante "flaky" me parece jaja. A proposito de rubias, supiste lo de John Edwards? Lo pillaron con la misma rubia que lo habian acusado el anho pasado de tener un affair y de haber dejado embarazada. Lo encontraron en el Hilton de Beverly Hills antes de ayer, a la 1:30am, donde ella se habia hospedado. Este ha sido mi valioso aporte por el dia de hoy jajajaa... ahora me voy a la cama. Good Night!

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  11. Me haces trabajar!

    Sobre tu peticion de ejemplo. Supongo que conoces el teorema del ancho de banda. Es un ejemplo en donde la transformada de Fourier mete la cola. La frecuencia y el 'timing' de una onda no pueden ser determinados en forma independientes, al ser uno la TF del otro.

    Por cierto, sobre la representacion. Tu hablas de las series de fourier no la transformada, que es la representacion de la onda en otro espacio.

    Cuando digo que lo de las TFs fueron lo mas real que he visto en fisica, es porque ahi por primera vez me parecio que las matematicas dejaron de ser una descripcion de la naturaleza sino la naturaleza misma. Un ejemplo es que una red de difraccion (ej un CD) es en realidad una TF (objeto matematico) que le hace exactamente eso a un haz de luz y cuyo patron de difraccion de se puede predecir con gran exactitud.

    De todas maneras despues de fisica cuantica, me di cuenta que la fisica teorica no es lo mio. A estos gallos los respeto un monton. Y como digo, la necesidad de nuevas ideas es imperativa. Justo hoy lei que un experimento para detectar ondas gravitacionales (una de las predicciones fundamentales de las teorias de unificacion) ha vuelto a fracasar. Por lo que intuyo (desde mi ignorancia) que algo fundamental esta equivocado.

    MV

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  12. Gracias por la explicación y por aclararme la diferencia entre serie y transformada de Fourrier, muy buenos los ejemplos y concuerdo completamente con la conclusión

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"Send me a postcard, drop me a line
Stating point of view
Indicate precisely what you mean to say
Yours sincerely, wasting away
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Will you still need me, will you still feed me
When I'm sixty-four"