Lee Smolin

Lee Smolin (nacido el 6 de junio de 1955) es un físico teórico estadounidense, miembro de la facultad del Perimeter Institute for Theoretical Physics, profesor adjunto de física en la Universidad de Waterloo y miembro del la facultad de posgrado del departamento de filosofía de la Universidad de Toronto. El libro de Smolin de 2006 The Trouble with Physics criticó la teoría de cuerdas como una teoría científica viable. Ha realizado contribuciones a la teoría de la gravedad cuántica, en particular al enfoque conocido como gravedad cuántica de bucles. Aboga por que los dos enfoques principales de la gravedad cuántica, la gravedad cuántica de bucles y la teoría de cuerdas, pueden reconciliarse como aspectos diferentes de la misma teoría subyacente. También aboga por una visión alternativa del espacio y el tiempo que llama naturalismo temporal. Sus intereses de investigación también incluyen la cosmología, la teoría de partículas elementales, los fundamentos de la mecánica cuántica y la biología teórica.

Vida privada

Smolin nació en la ciudad de Nueva York y es hijo de Michael Smolin, ingeniero ambiental y de procesos, y de Pauline Smolin, dramaturga. Smolin dijo que sus padres eran seguidores judíos del Cuarto Camino, fundado por George Gurdjieff, un místico armenio. Smolin se describió a sí mismo como judío. Su hermano, David M. Smolin, se convirtió en profesor en la Escuela de Derecho Cumberland en Birmingham, Alabama.

Smolin abandonó la escuela secundaria Walnut Hills en Cincinnati, Ohio. Su interés por la física comenzó en ese momento cuando leyó las reflexiones de Einstein sobre las dos tareas que dejaría inconclusas a su muerte: 1, dar sentido a la mecánica cuántica, y 2, unificar esa comprensión de los cuantos con la gravedad.. Smolin lo tomaría como su "misión" para tratar de completar estas tareas. Poco después de eso, buscó en la Biblioteca de Física de la Universidad de Cincinnati, donde se encontró con la teoría de la onda piloto de Louis de Broglie en francés. 'Todavía puedo cerrar los ojos', escribió Smolin en 'La revolución inconclusa de Einstein', 'y ver una página del libro que muestra la ecuación que relaciona la longitud de onda con el impulso. " Poco después de eso, "hablaría para entrar" Hampshire College, encuentre grandes maestros y tenga "suerte" en sus solicitudes para la escuela de posgrado. En cuanto a su misión de resolver las dos grandes preguntas de Einstein, según cuenta Smolin, no tuvo éxito. "Desafortunadamente, nadie más lo ha hecho."

Smolin se ha mantenido involucrado con el teatro convirtiéndose en consultor científico para obras como A Walk in the Woods de Lee Blessing, Background Interference de Drucilla Cornell e Infinity por Hannah Moscovitch.

Smolin está casado con Dina Graser, abogada y consultora de políticas urbanas en Toronto, Ontario. Anteriormente estuvo casado con Fotini Markopoulou-Kalamara. Su hermano es el profesor de derecho David M. Smolin.

Carrera

Ocupó cargos de investigación postdoctoral en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, Nueva Jersey, el Instituto Kavli de Física Teórica en Santa Bárbara y la Universidad de Chicago, antes de convertirse en miembro del cuerpo docente de las universidades estatales de Yale, Syracuse y Pensilvania. Fue académico invitado en el Instituto de Estudios Avanzados en 1995 y profesor invitado en el Imperial College London (1999-2001) antes de convertirse en uno de los miembros fundadores de la facultad en el Perimeter Institute en 2001.

Teorías y trabajo

Gravedad cuántica de bucle

Smolin contribuyó a la teoría de la gravedad cuántica de bucles (LQG) en colaboración con Ted Jacobson, Carlo Rovelli, Louis Crane, Abhay Ashtekar y otros. LQG es un enfoque para la unificación de la mecánica cuántica con la relatividad general que utiliza una reformulación de la relatividad general en el lenguaje de las teorías de campo gauge, lo que permite el uso de técnicas de la física de partículas, en particular la expresión de campos en términos de la dinámica de bucles.. Con Rovelli descubrió la discreción de áreas y volúmenes y encontró su expresión natural en términos de una descripción discreta de la geometría cuántica en términos de redes de espín. En los últimos años se ha centrado en conectar LQG con la fenomenología mediante el desarrollo de implicaciones para las pruebas experimentales de las simetrías del espacio-tiempo, así como la investigación de las formas en que las partículas elementales y sus interacciones podrían surgir de la geometría del espacio-tiempo.

Enfoques independientes de la teoría de cuerdas

Entre 1999 y 2002, Smolin hizo varias propuestas para proporcionar una formulación fundamental de la teoría de cuerdas que no dependa de descripciones aproximadas que involucren modelos de espacio-tiempo de fondo clásicos.

Pruebas experimentales de gravedad cuántica

Smolin es uno de los teóricos que han propuesto que los efectos de la gravedad cuántica pueden probarse experimentalmente mediante la búsqueda de modificaciones en la relatividad especial detectadas en las observaciones de fenómenos astrofísicos de alta energía. Estos incluyen rayos cósmicos de muy alta energía y fotones y neutrinos de los estallidos de rayos gamma. Entre las contribuciones de Smolin está la coinvención de la relatividad doblemente especial (con João Magueijo, independientemente del trabajo de Giovanni Amelino-Camelia) y de la localidad relativa (con Amelino-Camelia, Laurent Freidel y Jerzy Kowalski-Glikman).

Fundamentos de la mecánica cuántica

Smolin ha trabajado desde principios de la década de 1980 en una serie de propuestas de teorías de variables ocultas, que serían teorías deterministas no locales que darían una descripción precisa de fenómenos cuánticos individuales. En los últimos años, ha sido pionero en dos nuevos enfoques para la interpretación de la mecánica cuántica sugeridos por su trabajo sobre la realidad del tiempo, llamado interpretación de conjunto real y principio de precedencia.

Selección natural cosmológica

La hipótesis de Smolin de la selección natural cosmológica, también llamada teoría de los universos fecundos, sugiere que se aplica un proceso análogo a la selección natural biológica en la mayor de las escalas. Smolin publicó la idea en 1992 y la resumió en un libro dirigido a un público lego llamado La vida del cosmos.

Los agujeros negros tienen un papel en la selección natural. En la teoría fecunda, un agujero negro que colapsa provoca la aparición de un nuevo universo en el 'otro lado', cuyos parámetros constantes fundamentales (masas de partículas elementales, constante de Planck, carga elemental, etc.) pueden diferir ligeramente de los del universo donde colapsó el agujero negro. Cada universo da lugar a tantos universos nuevos: su "descendencia" — ya que tiene agujeros negros, dando una ventaja evolutiva a los universos en los que los agujeros negros son comunes, que son similares al nuestro. La teoría explica por qué nuestro universo parece 'afinado'. para el surgimiento de la vida como la conocemos. Debido a que la teoría aplica los conceptos evolutivos de "reproducción", "mutación" y "selección" para los universos, es formalmente análoga a los modelos de biología de poblaciones.

Cuando Smolin publicó la teoría en 1992, propuso como predicción de su teoría que ninguna estrella de neutrones debería existir con una masa de más de 1,6 veces la masa del sol. Más tarde, esta cifra se elevó a dos masas solares siguiendo un modelo más preciso del interior de las estrellas de neutrones realizado por astrofísicos nucleares. Smolin también predijo que la inflación, si es cierta, solo debe estar en su forma más simple, gobernada por un solo campo y parámetro. Ambas predicciones se han mantenido y demuestran la tesis principal de Smolin: que la teoría de la selección natural cosmológica es falsificable según Popper.

Contribuciones a la filosofía de la física

Smolin ha contribuido a la filosofía de la física a través de una serie de artículos y libros que defienden la visión relacional o leibniziana del espacio y el tiempo. Desde 2006 colabora con el filósofo brasileño y profesor de la Facultad de Derecho de Harvard Roberto Mangabeira Unger en los temas de la realidad del tiempo y la evolución de las leyes; en 2014 publicaron un libro, sus dos partes escritas por separado.

En abril de 2013 apareció un libro de exposición de los puntos de vista filosóficos de Smolin. Time Reborn argumenta que la ciencia física ha hecho que el tiempo sea irreal mientras que, como insiste Smolin, es la característica más fundamental de realidad: "El espacio puede ser una ilusión, pero el tiempo debe ser real" (pág. 179). Una descripción adecuada según él daría un universo leibniziano: no se admitirían indiscernibles y toda diferencia debería corresponder a alguna otra diferencia, como lo tendría el principio de razón suficiente. Unos meses más tarde se puso a disposición un texto más conciso en un artículo con el título Naturalismo temporal.

El problema con la física

El libro de Smolin de 2006 The Trouble with Physics exploró el papel de la controversia y el desacuerdo en el progreso de la ciencia. Argumentó que la ciencia progresa más rápido si la comunidad científica fomenta el desacuerdo más amplio posible entre profesionales capacitados y acreditados antes de la formación de consenso provocado por la confirmación experimental de predicciones de teorías falsables. Propuso que esto significaba el fomento de diversos programas de investigación en competencia, y que la formación prematura de paradigmas no forzados por hechos experimentales puede retrasar el progreso de la ciencia.

Como estudio de caso, El problema de la física se centró en la cuestión de la falsabilidad de la teoría de cuerdas debido a las propuestas de que se utilice el principio antrópico para explicar las propiedades de nuestro universo en el contexto de el paisaje de cuerdas. El libro fue criticado por el físico Joseph Polchinski y otros teóricos de cuerdas.

En su libro anterior Three Roads to Quantum Gravity (2002), Smolin afirmó que la gravedad cuántica de bucles y la teoría de cuerdas eran esencialmente el mismo concepto visto desde diferentes perspectivas. En ese libro, también favoreció el principio holográfico. The Trouble with Physics, por otro lado, fue muy crítico con la prominencia de la teoría de cuerdas en la física teórica contemporánea, que él cree que ha suprimido la investigación en otros enfoques prometedores. Smolin sugiere que la teoría de cuerdas adolece de serias deficiencias y tiene un casi monopolio poco saludable en la comunidad de la teoría de partículas. Pidió una diversidad de enfoques para la gravedad cuántica y argumentó que se debe prestar más atención a la gravedad cuántica de bucles, un enfoque que Smolin ha ideado. Finalmente, The Trouble with Physics también se preocupa ampliamente por el papel de la controversia y el valor de los diversos enfoques en la ética y el proceso de la ciencia.

En el mismo año que se publicó El problema de la física, Peter Woit publicó Ni siquiera está mal, un libro para no especialistas cuya conclusión era similar a la de Smolin., a saber, que la teoría de cuerdas era un programa de investigación fundamentalmente defectuoso.

Visualizaciones

La opinión de Smolin sobre la naturaleza del tiempo:

Cada vez más, tengo la sensación de que la teoría cuántica y la relatividad general están profundamente equivocadas sobre la naturaleza del tiempo. No es suficiente combinarlos. Hay un problema más profundo, tal vez volver al comienzo de la física.

Smolin no cree que la mecánica cuántica sea una 'teoría final':

Estoy convencido de que la mecánica cuántica no es una teoría final. Creo que esto porque nunca he encontrado una interpretación de la actual formulación de mecánica cuántica que tiene sentido para mí. He estudiado la mayoría de ellos en profundidad y he pensado duro sobre ellos, y al final todavía no puedo tener sentido real de la teoría cuántica tal como está.

En un artículo de 2009, Smolin articuló los siguientes puntos de vista filosóficos (las oraciones en cursiva son citas):

• Sólo hay un universo. No hay otros, ni hay nada isomorfo para ella. Smolin niega la existencia de un multiverso "intemporal". Ni otros universos ni copias de nuestro universo —dentro o fuera— existen. No pueden existir copias dentro del universo, porque ningún subsistema puede modelar precisamente el sistema más grande que es parte. No pueden existir copias fuera del universo, porque el universo es por definición todo lo que hay. Este principio también descarta la noción de un objeto matemático isomorfo en todos los aspectos de la historia del universo entero, una noción más metafísica que científica.
• Todo lo que es real es real en un momento, que es una sucesión de momentos. Cualquier cosa que sea verdadera es verdadera del momento presente. No sólo es tiempo real, pero todo lo que es real está situado en el tiempo. Nada existe sin tiempo.
• Todo lo que es real en un momento es un proceso de cambio que conduce a los próximos momentos o futuros. Cualquier cosa que sea verdad es entonces una característica de un proceso en este proceso que causa o implica momentos futuros. Este principio incorpora la noción de que el tiempo es un aspecto de las relaciones causales. Una razón para afirmarlo, es que cualquier cosa que existiera por un momento, sin causar o implicar algún aspecto del mundo en un momento futuro, se habría ido en el próximo momento. Las cosas que persisten deben ser consideradas como procesos que conducen a procesos nuevos. Un átomo en un momento es un proceso que conduce a un átomo diferente o cambiado en el siguiente momento.
• Las matemáticas se derivan de la experiencia como generalización de las regularidades observadas, cuando se elimina el tiempo y la particularidad. Bajo esta dirección, Smolin se distancia del pelotismo matemático, y da su reacción a la "Eficacia irrazonable de las matemáticas en las ciencias naturales" de Eugene Wigner.

Smolin considera que rechazar la idea de un creador es esencial para la cosmología por motivos similares a sus objeciones contra el multiverso. No excluye ni rechaza definitivamente la religión o el misticismo, sino que cree que la ciencia solo debe ocuparse de lo que es observable. También se opone al principio antrópico, que afirma que "no puede ayudarnos a hacer ciencia".

También aboga por "principios para un futuro abierto" que, según él, subyacen al trabajo tanto de comunidades científicas sanas como de sociedades democráticas: "(1) Cuando el argumento racional de la evidencia pública es suficiente para decidir una cuestión, debe considerarse así decidida. (2) Cuando el argumento racional de la evidencia pública no es suficiente para decidir una pregunta, la comunidad debe alentar una amplia gama de puntos de vista e hipótesis consistentes con un intento de buena fe de desarrollar evidencia pública convincente." (Tiempo Renacido p 265.)

Lee Smolin ha sido un invitado recurrente en Through the Wormhole.

Premios y distinciones

Smolin fue nombrado como el número 21 en la lista de los 100 principales intelectuales públicos de la revista Foreign Policy. También es uno de los muchos físicos apodados el "Nuevo Einstein" por los medios The Trouble with Physics fue nombrado por la revista Newsweek como el número 17 en una lista de 50 "Books for our Time", 27 de junio de 2009. En 2007 recibió el premio Majorana de Electronic Journal of Theoretical Physics y, en 2009, el premio Klopsteg Memorial Award de la Asociación Estadounidense de Profesores de Física (AAPT) por sus "logros extraordinarios en comunicar la emoción de la física al público en general", #34; Es miembro de la Royal Society of Canada y de la American Physical Society. En 2014 recibió el Premio de Cosmología Buchalter por un trabajo publicado en colaboración con Marina Cortês.

Publicaciones

• 1997. La vida del cosmos ISBN 0195126645
• 2001. Tres caminos a la gravedad cuántica ISBN 0-465-07835-4
• 2006. El problema con la física: el surgimiento de la teoría de cuerdas, la caída de una ciencia, y lo que viene después. Houghton Mifflin. ISBN 978-0-618-55105-7
• 2013. Tiempo Renacido: De la crisis de la Física al Futuro del Universo. ISBN 978-0547511726
• 2014. El Universo Singular y la Realidad del Tiempo: Una propuesta en filosofía natural por Lee Smolin y Roberto Mangabeira Unger, Cambridge University Press, ISBN 978-1107074064
• 2019. La revolución inacabada de Einstein: La búsqueda de lo que queda más allá del cuántico, Penguin Press. ISBN 9781594206191