¿Qué se esconde detrás del espacio-tiempo?

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El enigma cósmico de la estructura sin extensión, de cómo la complejidad puede existir fuera del espacio y el tiempo, es abordado por nuestro Director Ejecutivo en esta primera edición de nuestra ‘pepita de mitad de semana’.

Atrás quedaron los días en los que el espacio-tiempo se consideraba un andamiaje inmutable, absoluto e irreductible de la naturaleza. A pesar de que nuestras intuiciones ordinarias siguen insistiendo en esta noción obsoleta, desde finales del 18 º siglo una serie de desarrollos de la filosofía y la ciencia, tales como la de Kant y la propuesta de Schopenhauer de que el espacio-tiempo es una mera categoría de percepción, Einstein y su universo de bloque, Julian Barbour y su universo sin tiempo, Lee Smolin y su universo sin espacio, la gravedad cuántica de bucles, etc.— lo han relegado al estatus de ilusión persistente. El espacio-tiempo no es más que una capa relativamente superficial de la naturaleza que depende de procesos subyacentes más fundamentales.

El problema es que el espacio-tiempo parece ser un requisito previo para la diferenciación y, por implicación, la estructura. Las cosas y los acontecimientos sólo pueden distinguirse unos de otros en la medida en que ocupan diferentes volúmenes de espacio o diferentes momentos en el tiempo. Sin extensión espacio-temporal , toda la naturaleza parecería colapsar en una singularidad sin diferenciación interna y, por tanto, sin estructura. Schopenhauer ya había visto esto en los primeros 19 ª siglo, cuando sostuvo que el espacio-tiempo es de la naturaleza individuación principium , o «principio de individuación.

Sin embargo, es empíricamente evidente que la naturaleza no tiene la estructura: sus mismas regularidades de comportamiento traiciona sólo eso. En determinadas circunstancias, la naturaleza hace una cosa y, en otras, otra; repetidamente y de forma fiable. Tales comportamientos distinguibles y consistentes solo pueden ocurrir con alguna forma de estructura subyacente e inmanente.

Entonces, ¿cómo vamos a reconciliar el hecho empírico de que la naturaleza tiene estructura con el entendimiento de que el espacio-tiempo no es fundamental? ¿Cómo vamos a pensar en las bases irreducibles de la naturaleza como tanto carece de la extensión y la estructura que tiene? Sostengo que este es el dilema menos reconocido y discutido de la ciencia moderna.

Para resolverlo, debemos comenzar con una admisión: de hecho, los objetos y los eventos requieren inherentemente una extensión espaciotemporal para ser diferenciados; Schopenhauer tenía razón sobre el principium individuationis . Pero conocemos otro tipo de entidad natural cuya estructura intrínseca no requiere extensión.

Considere, por ejemplo, una base de datos hipotética de registros de estudiantes. Cada registro contiene las aptitudes y disposiciones intelectuales de los respectivos estudiantes, para que la escuela pueda desarrollar un plan de trabajo educativo efectivo. Los registros están vinculados entre sí para facilitar la formación de clases: los estudiantes con aptitudes y disposiciones similares se asocian entre sí en la base de datos. A partir de una aptitud dada, un profesor puede navegar por la base de datos en busca de estudiantes compatibles.

Ahora, observe que estas asociaciones entre registros son fundamentalmente semánticas: representan vínculos de significado. Los registros asociados significan aptitudes similares o compatibles, lo que a su vez significa algo sobre cómo los estudiantes se agrupan naturalmente. Ahí radica la utilidad de la base de datos. Si bien puede tener una materialización espaciotemporal —digamos, expedientes en papel guardados en la misma caja de un archivo—, en cierto sentido su estructura reside fundamentalmente en su significado . Las encarnaciones espaciotemporales simplemente copian o reflejantal significado. Después de todo, las relaciones semánticas entre mis aptitudes intelectuales y las de los demás no desaparecerían si nuestros respectivos archivos en papel se incendiaran.

Propongo que así es como debemos pensar en el nivel más fundamental de la naturaleza, el universo detrás de la extensión: como una base de datos de asociaciones semánticas naturales , enlaces espontáneos de significado . Esto es similar a cómo una ecuación matemática asocia variables en función de su significado, ya sea que tales asociaciones tengan encarnaciones espaciotemporales o no. De hecho, las asociaciones se pueden proyectar en el espacio-tiempo, al igual que las bases de datos pueden tener realizaciones físicas, pero, en sí mismas, no requieren que se diga que existe el espacio-tiempo. Así es como la naturaleza puede tener estructura sin extensión.

Pero, ¿y la causalidad? Su principio central es que el efecto sigue a la causa en el tiempo, entonces, ¿qué vamos a hacer con él sin extensión? El filósofo Alan Watts propuso una vez una metáfora para ilustrar la respuesta: imagina que estás mirando a través de una rendija vertical en una valla de madera. Del otro lado de la valla, pasa un gato. Desde tu perspectiva, primero ves la cabeza del gato y luego, un momento después, la cola del gato. Esto se repite constantemente cada vez que pasa el gato. Si no supiera lo que realmente está pasando, es decir, la existencia del patrón completo llamado ‘gato’, es comprensible que diga que la cabeza causa la cola.

Detrás de la extensión, el universo es el patrón completo de asociaciones semánticas, es decir, el gato. Nuestra travesía ordinaria del espacio-tiempo es nuestra mirada a través de la cerca, experimentando segmentos parciales de ese patrón. Todo lo que vemos es que la cola del gato sigue constantemente la cabeza del gato cada vez que miramos. Y lo llamamos causalidad.

La noción de que, en su nivel más fundamental, la naturaleza es un patrón completo de asociaciones ha sido insinuada anteriormente por físicos. Max Tegmark, por ejemplo, ha propuesto que la materia es un mero «equipaje», el universo que consiste puramente en relaciones matemáticas abstractas.

Sin embargo, debemos evitar la ambigüedad abstracta y vaga: toda estructura matemática que se haya ideado ha existido en una mente, no en un vacío óntico. La única concepción coherente y explícita de los objetos matemáticos es la de los objetos mentales . Hablar de estructura matemática sin una mente es como hablar de la sonrisa del gato de Cheshire sin el gato. A menos que seas Lewis Carroll, no te saldrás con la tuya.

El significado, como el de las variables en una ecuación matemática, es un fenómeno intrínsecamente mental. En ausencia de espacio-tiempo, esto traiciona el único fundamento óntico posible de una base de datos semántica cósmica: el universo es una red de asociaciones semánticas en un campo de mentación espontánea y natural; porque la mente es el único sustrato óntico que conocemos que no está indiscutiblemente extendido.

De hecho, las disposiciones y aptitudes son palpablemente reales, en el sentido de ser conocidas a través de un trato directo, pero trascienden la extensión. ¿Cuál es el tamaño de mi aptitud para las matemáticas? ¿Cuál es la duración de mi disposición a filosofar, o incluso de mi próximo pensamiento? Cualquiera que sea la teoría de la mente a la que te suscribas, el hecho preteórico permanece: no puedes llevar una cinta métrica a mi siguiente pensamiento; la mención no es indiscutiblemente extendida.

Como tal, dentro de los límites del razonamiento coherente y explícito, un universo estructurado sin extensión irreductible es por fuerza un universo mental , no en el sentido de residir en nuestras mentes individuales , sino en el sentido de que consiste en un campo de actividad mental natural y espontánea, cuyo Las ‘disposiciones’ y ‘aptitudes’ intrínsecas nos son conocidas como las ‘leyes de la naturaleza’.

What lurks behind spacetime?

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