¿Qué es el demonio de Laplace? ¿Es nuestro universo ‘determinista’?

El demonio de Laplace es un experimento mental de determinismo que describe a un ser que conoce el presente y, a través de él, el pasado y el futuro.

Desafortunadamente, el demonio de Laplace no es una criatura mítica con cuernos que acecha a Laplace, Louisiana. En cambio, es un experimento mental descrito hace más de dos siglos.

Albert Einstein escribió en una carta una línea que ahora se condensa en “Dios no juega a los dados con el universo”. No era nada espiritual; Einstein estaba expresando que hay orden en el universo, como una forma de rechazar la aleatoriedad.

Esto nos lleva al determinismo, que nos da la imagen de todo el universo como una serie infinita de fichas de dominó que se han colocado para caer y no se pueden romper. Es una idea que ha interesado tanto a filósofos como a físicos. El Demonio de Laplace ha llegado a representar con el tiempo el determinismo.

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¿Está todo predeterminado? (Crédito de la foto: veinte20)

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Determinismo Causal

El determinismo causal es la idea de que todo lo que sucede es causado por todo lo que sucedió antes. Los eventos de hoy son el resultado de los eventos del pasado y, por lo tanto, los eventos del presente causarán los eventos del futuro. Entonces se sigue que todo ha sido predeterminado desde el principio de los tiempos.

Esto también significaría que no existe tal cosa como el libre albedrío. Todo lo que hacemos está determinado: causa y efecto. El pasado causa el presente. El presente provoca el futuro. Salvaje, ¿verdad?

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El modelo determinista del universo está lejos de ser ampliamente aceptado, especialmente por los científicos de hoy.

Pero ahora, veamos a Pierre-Simon Laplace y el demonio que creó a partir de estas ideas.

El demonio de Laplace

Pierre-Simon Laplace describió un experimento mental en 1814 en su libro Ensayo filosófico sobre probabilidades. Esta idea más tarde se conocería como el demonio de Laplace.

Laplace, Pierre Simon

Pierre-Simon Laplace (1749–1827) (Crédito de la foto: James Posselwhite/Wikimedia commons)

Laplace escribe:

“Deberíamos entonces considerar el estado actual del universo como el efecto de su estado anterior y como la causa del que ha de seguir. Dada por un instante una inteligencia que pudiera comprender todas las fuerzas que animan la naturaleza y la situación respectiva de los seres que la componen —inteligencia suficientemente vasta para someter estos datos al análisis—, abarcaría en la misma fórmula los movimientos de los los cuerpos más grandes del universo y los del átomo más ligero; para ella nada sería incierto y el futuro, como el pasado, estaría presente a sus ojos.”

Vamos a desglosarlo.

Lo que ahora llamamos el Demonio de Laplace es un ser imaginario. Este ser sabe todo acerca de todo en el estado del universo en un momento particular. También tiene la capacidad computacional para captar ese conocimiento, comprenderlo y analizarlo.

Cuando dices todo en el universo, te refieres a todo. Los patrones de movimiento de las partículas subatómicas, cada detalle sobre cada fuerza que actúa en el universo, la posición y la velocidad de cada partícula. Desde electrones hasta aviones y estrellas.

Básicamente, ¡muchos más detalles de los que incluso el Dr. Strange podría ver!

Entonces, si hubiera un ser, con ese conocimiento, y la capacidad de comprender y analizar ese conocimiento, entonces ese ser sería capaz de predecir el futuro y describir el pasado perfectamente. Omnisciencia verdadera.

¿Por qué? Porque se asume como un hecho una realidad determinista. El experimento mental de Laplace considera “el estado actual del universo como el efecto de su estado anterior y como la causa del que le seguirá”. El presente es el efecto del pasado y la causa del futuro.

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El demonio de Laplace es un ser que posee el conocimiento sobre todo en el universo por un instante y, por lo tanto, también conoce el pasado y el futuro. (Crédito de la foto: Adi 290117/Wikimedia commons)

Por lo tanto, si poseyera un conocimiento total y detallado sobre el universo en un instante y la inteligencia suficiente para analizar todos esos datos, ese conocimiento lo haría capaz de describir cualquier instante en el pasado o el futuro.

En pocas palabras, si supieras todo sobre un instante en particular, entonces sabrías todo sobre cualquier otro instante en el pasado y el futuro.

Desafíos al demonio de Laplace

Han pasado dos siglos desde que Laplace propuso este experimento mental. Ha tenido cierto apoyo, pero también muchos argumentos sólidos en su contra. Echemos un vistazo a los más importantes.

Mecánica cuántica

La mecánica cuántica presenta sin duda un modelo indeterminista del universo. Presentó el mayor desafío para el modelo determinista de pensamiento. La mecánica cuántica dice que las partículas subatómicas en realidad no obedecen las reglas de la mecánica clásica. No puedes predecir el comportamiento, solo puedes citar probabilidades. Nuestro demonio necesita precisión, no probabilidad, por lo que el problema es claro.

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El principio de incertidumbre de Heisenberg, principalmente, es la anulación del Demonio de Laplace. El principio establece que no podemos determinar simultáneamente la posición y la velocidad de una partícula. La certeza de uno de ellos aumenta la incertidumbre del otro. Dado que el demonio necesita conocer con precisión la posición y la velocidad de cada partícula en el universo para poder hacer predicciones, el principio de incertidumbre lo hace imposible.

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Principio de incertidumbre de Heisenberg. (Crédito de la foto: zizou7/Shutterstock)

Las partículas se pueden representar mediante una función de onda que contiene la posición y la velocidad, que se pueden determinar. Sin embargo, incluso este grado de determinismo también es cuestionado por la existencia de agujeros negros. Simplemente no es posible predecir el estado final de las cosas que entran en un agujero negro.

entropía

La segunda ley de la termodinámica trae consigo el concepto de entropía. La entropía es desorden, y la entropía de un sistema siempre aumenta. La entropía del universo siempre aumenta. Por lo tanto, un sistema se desordenará cada vez más con el tiempo y será cada vez más difícil de predecir con algún tipo de precisión.

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La entropía de un sistema siempre aumenta. (Crédito de la foto: i_photos/Shutterstock)

También se supone que el Demonio de Laplace determina el pasado mediante la ingeniería inversa del presente. Sin embargo, el concepto de irreversibilidad termodinámica arroja una llave en esto. Algunas cosas simplemente no se pueden restaurar al estado inicial en el que se encontraban. Se vuelve imposible saber cuál era el estado inicial al examinar el estado actual.

Teoría del caos

La teoría del caos tiene varios componentes. El efecto mariposa es uno común. A menudo se usa para significar los grandes impactos de las pequeñas acciones y todo eso. Pero en realidad se trata de imprevisibilidad. Una mariposa bate sus alas y puede causar un tornado, pero también puede causar un viento suave en algún lugar lejano. No podemos saberlo con certeza.

Minutos cambios se traducen en enormes variaciones. Incluso si conoce todas las variables de un sistema, con suficientes iteraciones, el sistema puede comportarse de manera impredecible.

Libre albedrío

El concepto de libre albedrío y el de determinismo no se mezclan. Entonces, ¿qué significa eso para el demonio?

El Demonio de Laplace también debe tener un conocimiento perfecto de sí mismo. Un ser con un conocimiento perfecto del pasado y el futuro tendría la capacidad de liberarse de esas predicciones: el libre albedrío. Por lo tanto, el Demonio de Laplace tendría la capacidad de refutar a sí mismo. El argumento es que la predicción del resultado de un sistema desde dentro del sistema es imposible.

La desaprobación más simple del demonio se suele hacer con una ilustración del libre albedrío.

Digamos que el demonio existió. Tienes dos puertas frente a ti que conducen al mismo pasillo. Le preguntas al demonio por qué puerta pasarás. Cualquiera que sea la puerta que prediga el demonio, tienes la capacidad de elegir la otra. Libre albedrío.

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El demonio puede saber qué opciones tienes, pero ¿puede saber cuál elegirás? (Crédito de la foto: Pixel-Shot/Shutterstock)

Ahora bien, ¿y si el demonio fuera, digamos, una entidad incorpórea que no interfiriera con el universo? Esto tampoco funciona porque cualquier predicción desde fuera de un sistema solo puede ser aproximada. No se puede hacer una predicción precisa de un sistema sin la más mínima interacción con el sistema.

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¿Dios juega a los dados?

Stephen Hawking se dirige al Demonio de Laplace en una de sus conferencias. Él aplaude las palabras de Einstein sobre Dios y los dados, diciendo que Dios sí juega a los dados con el universo.

Si supieras todo sobre un momento, ¿realmente podrías saber todo sobre el pasado y el futuro?

Si tenemos en cuenta la mecánica cuántica y el caos y todo lo demás, el Demonio de Laplace simplemente no puede existir.

Aun así, el Demonio de Laplace es un concepto clave que contribuye bastante a la comprensión del modelo determinista del universo. El concepto de determinismo ha tenido un valor innegable, ya que la ciencia se ha basado en gran medida en el principio de causa y efecto durante siglos.

El universo es un rompecabezas enorme y potencialmente irresoluble. Hay muy poca certeza involucrada en cualquier cosa, pero cada gran idea intenta disolver algo de esa incertidumbre.

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