El demonio de laplace

En la historia de la ciencia, el demonio de Laplace fue una notable articulación publicada del determinismo causal sobre una base científica por Pierre-Simon Laplace en 1814. Según el determinismo, si alguien (el demonio) conoce la ubicación precisa y el momento de cada átomo en el universo, sus valores pasados y futuros para un momento dado están implicados; se pueden calcular a partir de las leyes de la mecánica clásica.

Los descubrimientos y teorías en las décadas siguientes sugieren que algunos elementos de la escritura original de Laplace son incorrectos o incompatibles con nuestro universo. Por ejemplo, los procesos irreversibles en la termodinámica sugieren que el 'demonio' de Laplace; no pudo reconstruir posiciones pasadas y momentos del estado actual.

Traducción al inglés

Podemos considerar el estado actual del universo como el efecto de su pasado y la causa de su futuro. Un intelecto que en un momento determinado conocería todas las fuerzas que ponen la naturaleza en movimiento, y todas las posiciones de todos los elementos de los cuales la naturaleza está compuesta, si este intelecto también fuera lo suficientemente vasto como para someter estos datos a análisis, abrazaría en una sola fórmula los movimientos de los cuerpos más grandes del universo y los del átomo más tínido; para tal intelecto nada sería incierto y el futuro como el pasado podría estar presente ante sus ojos.

—Pierre Simon Laplace, Un ensayo filosófico sobre probabilidades

Este intelecto a menudo se conoce como el demonio de Laplace (y, a veces, el Superman de Laplace, en honor a Hans Reichenbach). El mismo Laplace no usó la palabra 'demonio', que fue un adorno posterior. Tal como se tradujo al inglés anteriormente, simplemente se refirió a: "Une intelligence... Rien ne serait incertain pour elle, et l'avenir, comme le passé, serait présent à ses yeux." Esta idea parece haber estado muy extendida en la época en que Laplace la expresó por primera vez en 1773, particularmente en Francia. Se pueden encontrar variaciones en Maupertuis (1756), Nicolas de Condorcet (1768), Baron D'Holbach (1770) y un fragmento sin fecha en los archivos de Diderot. Estudios recientes sugieren que la imagen de una inteligencia calculadora superpoderosa también fue propuesta por Roger Joseph Boscovich en su Theoria philosophiae naturalis de 1758.

Arguments against Laplace 's demon

Irreversibilidad termodinámica

Según el ingeniero químico Robert Ulanowicz, en su libro de 1986 Growth and Development, el demonio de Laplace llegó a su fin con los desarrollos de principios del siglo XIX de los conceptos de irreversibilidad, entropía y la segunda ley de la termodinámica. En otras palabras, el demonio de Laplace se basaba en la premisa de la reversibilidad y la mecánica clásica; sin embargo, Ulanowicz señala que muchos procesos termodinámicos son irreversibles, de modo que si las cantidades termodinámicas se toman como puramente físicas, entonces no es posible tal demonio, ya que uno no podría reconstruir las posiciones pasadas y los momentos a partir del estado actual.

La termodinámica de máxima entropía tiene una visión muy diferente, considerando que las variables termodinámicas tienen una base estadística que es independiente de la física microscópica determinista. Sin embargo, esta teoría ha recibido críticas en cuanto a su capacidad para hacer predicciones sobre la física; varios físicos y matemáticos, incluido Yvan Velenik del Departamento de Matemáticas de la Universidad de Ginebra, han señalado que la termodinámica de máxima entropía describe esencialmente nuestro conocimiento sobre un sistema, pero no describe el sistema en sí.

Irreversibilidad mecánica cuántica

Debido a su supuesto canónico de determinismo, el demonio de Laplace es incompatible con la interpretación de Copenhague, que estipula la indeterminación. La interpretación de la mecánica cuántica todavía está abierta a debate y hay muchos que tienen puntos de vista opuestos (como la interpretación de muchos mundos y la interpretación de de Broglie-Bohm).

Teoría del caos

La teoría del caos a veces se señala como una contradicción con el demonio de Laplace: describe cómo un sistema determinista puede exhibir un comportamiento imposible de predecir: como en el efecto mariposa, variaciones menores entre las condiciones iniciales de dos sistemas pueden resultar en diferencias importantes. Si bien esto explica la imprevisibilidad en casos prácticos, aplicarlo al caso de Laplace es cuestionable: bajo la hipótesis del demonio estricto, todos los detalles son conocidos, con una precisión infinita, y por lo tanto, las variaciones en las condiciones iniciales son inexistentes. Dicho de otra manera: la teoría del caos es aplicable cuando el conocimiento del sistema es imperfecto, mientras que el demonio de Laplace asume un conocimiento perfecto del sistema, por lo tanto, la variabilidad que conduce al caos en la teoría del caos y la invariabilidad en el conocimiento del mundo de Laplace. #39;las posesiones demoníacas no son comparables.

Diagonalización de Cantor

En 2008, David Wolpert utilizó la diagonalización de Cantor para desafiar la idea del demonio de Laplace. Hizo esto asumiendo que el demonio es un dispositivo computacional y demostró que dos dispositivos de este tipo no pueden predecirse completamente entre sí. El artículo de Wolpert fue citado en 2014 en un artículo de Josef Rukavicka, donde se presenta un argumento significativamente más simple que refuta el demonio de Laplace usando máquinas de Turing, bajo el supuesto del libre albedrío.

Contexto adicional

In full context Laplace 's demon, as conceived, is infinitely removed from the human mind and thus could never assist humanity 's efforts at prediction:

Todos estos esfuerzos en la búsqueda de la verdad tienden a llevar [la mente humana] de nuevo a la vasta inteligencia que acabamos de mencionar, pero de la que siempre permanecerá infinitamente eliminada.

—Pierre Simon Laplace, Un ensayo filosófico sobre probabilidades

A pesar de esto, el físico inglés Stephen Hawking dijo en su libro Una breve historia del tiempo que "Laplace sugirió que debería haber un conjunto de leyes científicas que nos permitieran predecir todo lo que sucedería en el universo."

De manera similar, en el libro de James Gleick, Chaos, el autor parece confundir el demonio de Laplace con un "sueño" para la previsibilidad determinista humana, e incluso afirma que "Laplace parece casi un bufón en su optimismo, pero gran parte de la ciencia moderna ha perseguido su sueño". (pág. 14).

Vistas recientes

Recientemente se ha propuesto un límite en el poder computacional del universo, es decir, la capacidad del demonio de Laplace para procesar una cantidad infinita de información. El límite se basa en la entropía máxima del universo, la velocidad de la luz y la cantidad mínima de tiempo necesario para mover la información a lo largo de la longitud de Planck, y se demostró que la cifra es de unos 10¹²⁰ bits.. En consecuencia, cualquier cosa que requiera más que esta cantidad de datos no se puede calcular en la cantidad de tiempo que ha transcurrido hasta ahora en el universo. Una prueba lógica simple de la imposibilidad de la idea de Laplace fue presentada en 2012 por Iegor Reznikoff, quien postula que el demonio no puede predecir su propia memoria futura.