Modelo de Wolfram ¿la Teoría del Todo?
¿Quieres que tu mente sufra una expansión de proporciones cósmicas? Mira este video.
En abril de 2020 el matemático, físico y científico de cómputo Stephen Wolfram
hizo una publicación sorprendente y potencialmente revolucionaria:
una nueva manera de explicar el universo que comprendería la totalidad de los fenómenos del
cosmos, prometiendo unificar incluso la física cuántica y la teoría de la relatividad… ¿Será...
la física de Wolfram ¿la teoría del todo?
“a” es igual a “a” más uno. Si sabes algo de álgebra notarás que esta
ecuación no tiene sentido, pero sólo si descubres cómo es que sí tiene sentido,
podrás entender el modelo que propone Wolfram. Verás: la física clásica siempre ha usado
ecuaciones para explicar el mundo. Fuerza es igual a masa por aceleración. La energía es
igual a la masa por la velocidad de la luz al cuadrado. ¡Y funcionan! ¿Pero cómo “a” puede
ser igual a “a” más uno? Eso es porque no es una equivalencia, congelada en el tiempo, sino una
regla, una instrucción: (VOZ AUTORITARIA) “Que “a” sea igual a “a” más uno”. Es un algoritmo. Imagina
un programa de computadora: si al inicio el valor de “a” era cero, al correr el programa por primera
vez, “a” será igual a uno. En el segundo turno, será igual a dos y así seguirá aumentando de
valor mientras el programa siga corriendo. Si lo corremos mil veces, sabemos que el valor de
“a” será igual a mil. Si fuera un juego, sería muy sencillo y podemos predecir sus resultados.
Pero hay juegos más complejos, como los llamados autómatas celulares, en los que reglas sencillas
dan resultados asombrosos. Un ejemplo es el llamado “juego de la vida”. Imagina
una cuadrícula. Cada cuadrito es una célula que puede estar viva o muerta. Estas son las reglas:
Una célula muerta que tenga exactamente tres células vecinas vivas, “nace”,
o sea que al turno siguiente estará viva. Una célula viva con 2 o 3 células
vecinas vivas seguirá viva. Cualquier otra cantidad de
células vecinas vivas, matará a la célula por sobrepoblación, o por soledad ¡aww!
Dadas estas reglas y dependiendo de la posición inicial se pueden obtener estructuras que se
estabilizan… otras que se mueven en patrones cíclicos, unas que evolucionan de manera curiosa
y otras más ¡que parecen estar vivas! Este tipo de estructuras son sistemas
emergentes o autoorganizados. Ya desde 2002 Wolfram propuso que era necesario
usar estos sistemas para modelar y entender la complejidad del universo. ¡Pero faltaba algo!
No era suficiente una rejilla bidimensional de cuadrados para modelar el cosmos. 18 años después
presentó el Proyecto de Física de Wolfram, donde propuso el modelo de los hipergrafos.
Todo empezó en 1736 en Königsberg. La ciudad tiene un río que la divide en estas cuatro partes,
y 7 puentes que las comunican. ¿Es posible visitar las cuatro partes de la localidad
pasando por todos los puentes sólo una vez y volver al punto de partida? Este problema
llegó al genio matemático Leonhard Euler quien lo representó con este diagrama: un grafo. Cada punto
es un nodo o vértice y cada “puente” una arista. Con eso pudo resolver el problema (la respuesta
es no) y de paso inventó la teoría de grafos que sirve para representar no sólo puentes, sino que
tiene muchas aplicaciones en la optimización de recorridos, procesos, flujos y sobre todo
en informática, como algoritmos de búsquedas. Entonces, el modelo de Wolfram usa, en vez de
cuadritos en una retícula, la evolución de grafos. PAUSA Dadas ciertas reglas,
el estado de los grafos cambia con cada “turno”. PAUSA El tiempo no tiene existencia independiente:
es el transcurso de un estado a otro, y su unidad mínima es cada “turno” del juego. Y cada turno
dura tan poquito que a nosotros nos parece que el tiempo es contínuo, que no tiene divisiones.
El espacio tampoco existe como un lugar donde existe la materia: es simplemente el tamaño
de la red de grafos. Y también está cuantizado: sus unidades mínimas son mucho más pequeñas que
la partícula subatómica más pequeña conocida. Y la materia es el mismo espacio, pero enredado:
serían nodos en el grafo agrupados de maneras específicas. Una red como esta, por ejemplo,
podría ser un protón. Pero podría haber partículas mucho más pequeñas, llamadas oligones,
que aunque tienen masa, serían indetectables y bien podría atribuírseles el papel de la
materia oscura que tanto tiempo han buscado los astrofísicos. La energía, por su parte, es la
acumulación de vértices en el eje del tiempo. Un aspecto interesante del modelo es que es
compatible con la relatividad: la aceleración significa una inclinación en el ángulo del
hipergrafo, lo que da como resultado los efectos relativistas y, además, pone un límite a la
velocidad: ningún efecto puede ocurrir antes que su causa: es la mayor inclinación que puede tener
el grafo, el límite de la velocidad de la luz. El modelo de Wolfram permite los agujeros negros:
regiones del grafo evolucionan aparte del grafo principal: es imposible toda
comunicación con estas regiones. Y si esa rama evoluciona por su cuenta significa que está
dando origen ¡a un nuevo universo! ¡wooo! La física cuántica también tiene lugar. A
diferencia del autómata celular, en el que dada cierta regla se obtiene una historia única,
el modelo de Wolfram incluye la reescritura de los grafos por sí mismos y la generación
de árboles de historias, en las que varios estados existen con diferentes grados de
probabilidad. Y el entrelazamiento cuántico, en el que dos partículas se comunican sus estados
sin importar qué tan lejos estén, se explica como la consecuencia de que las partículas
comparten un estado anterior en su historia. El modelo es complicadísimo y, lo confesamos,
difícil de entender, pero al mismo tiempo tiene una elegancia bastante seductora. Pero
¿es una teoría del todo? En realidad todavía no. El proyecto de Wolfram (que por cierto
está abierto a colaboradores, por si te atrae), pretende generar una red hipergráfica que refleje
las leyes de la física y encontrar así, en un futuro, cuáles son las instrucciones del programa,
cuál es la regla original del universo. Lo que Wolfram propone no es una teoría,
sino un cambio de paradigma. Una invitación a pensar la física de una manera diferente, lo que
podría tener profundas implicaciones científicas, pero también filosóficas. Por ejemplo,
¡el libre albedrío! Sucede que este modelo tiene una propiedad llamada “irreductibilidad
computacional”. En el ejemplo de “a” es igual a “a” más uno es fácil saber con anticipación que,
si corremos el programa por doce mil turnos, “a” será igual que doce mil: es reductible,
podemos reducir el resultado. Un programa como el de Wolfram es irreductible:
no es posible tomar atajos y calcular por anticipado qué patrones o estructuras se
formarán. Aunque el modelo es determinista, no hay nada “pre–determinado”: es necesario correr
el programa, tomar decisiones y vivir nuestra historia para ver qué sucede. ¡CuriosaMente!
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