"Preguntas de causalidad"

Sarah Jones Nelson

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8 de febrero de 2019 Versión revisada

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I. Sistemas causales

Los orígenes y la evolución del espacio-tiempo plantean cuestiones abiertas sobre la causalidad. ¿Cómo explica el surgimiento de un estado inicial entrelazado un universo clásico descrito por la gravedad de Einstein? ¿Cómo modificará la gravedad cuántica nuestra imagen del universo primitivo? ¿Cómo puede la teoría de cuerdas como teoría cuántica con orígenes clásicos describir el cambio temporal?

Nuestra motivación es la coherencia en la física del estado inicial como prolegómenos a un nuevo paradigma de fenómenos anteriores a la evidencia fósil del fondo cósmico de microondas (CMB). Correlacionamos la filosofía y la física de los mecanismos en los estados iniciales y posibles anteriores de observables confirmados, como las ondas gravitacionales.

La falacia positivista de Ludwig Wittgenstein de que los hechos físicos son todos los hechos contradice la física del entrelazamiento cuántico y la evolución temporal causal con información dinámica compleja que emerge de un origen clásico inaccesible para  los sentidos.  Investigamos los límites de los datos sensoriales al evaluar hechos no físicos como  la paradoja EPR para formalizar estándares inteligibles de verificación que separan la física de la metafísica de los eventos sin medios de observación para refutar la teoría.

Describimos las propiedades del estado inicial del universo observable derivadas del mapa de Planck. La tarea empírica es analizar la distribución medida de temperaturas y los mecanismos físicos relacionados de lo que sucedió aproximadamente.  13,7  mil millones  años  hace con el fin de construir una base física de la teoría. La tarea ontológica es separar la física de la metafísica y formalizar categorías que diferencian los fenómenos observables de los no observables. Una base empírica de la teoría física presupone evidencia tangible de la realidad física, la sustancia en evolución percibida a través de los sentidos.

René Descartes fue el primer filósofo en analizar la naturaleza de la evidencia que los sentidos pueden verificar como verdad confiable. Fue el primer matemático en afirmar que la mente puede deducir todas las leyes físicas para cualquier mundo o universo posible, una idea que inspiró a Wilhelm Leibniz a formalizar leyes físicas y metafísicas de mundos o universos posibles. Su contemporáneo Isaac Newton sabía tan bien como Descartes, sin embargo, que los sentidos pueden ser poco fiables para determinar alguna o todas las leyes de este universo o de cualquier otro posible. Newton refutó la metafísica cartesiana pero creía que la incontestable providencia de Dios era la causa de la gravedad.

La teoría física fundamental es el resultado de hechos observables, pero aún no todos los hechos están al tanto de las verdades o causas de la realidad física. Todavía no comprendemos la estructura causal del espacio-tiempo; todavía no hemos inventado una tecnología de observación para sondear la dinámica de la fase de expansión, el sector oscuro y los interiores de los agujeros negros. Tampoco hemos evolucionado como especie para inferir a partir de los datos de los sentidos si la ley física puede unificar la física cuántica y clásica, explicar las causas de la no localidad o describir un paisaje infinito de universos con un conjunto abierto de propiedades no físicas que contravienen la evidencia de los sentidos.

Los sólidos fundamentos físicos de la teoría sustentan la teoría existente que funciona y demuestra una lógica matemática consistente de causalidad numérica. Ahora, los observables son indispensables para los criterios fundamentales en la verificación o falsificación de la teoría. Por ejemplo, las oscilaciones de neutrinos son observaciones bastante tempranas de evidencia del estado inicial de la aparición de la gravedad en la fase inicial. Cuando los observables eluden los datos de los sentidos, inferimos medidas de probabilidades físicas o matemáticas en casos como el entrelazamiento en la teoría cuántica de campos (QFT) como marco de la teoría de cuerdas, o cualquier metafísica de una posible infinidad de mundos.

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II. Física y metafísica

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Distinguimos fisico  de  metafísico  hechos  en   pedido  para  clasificar por categorías  datos del CMB, nuestra mejor evidencia empírica sobre  cuales  para  construir  fundamentos físicos de la teoría para la evolución observable del espacio-tiempo. Pero el modelo cosmológico estándar está incompleto. La existencia de un "big bang" es una conjetura. No tenemos un análisis verificable de la dinámica clásica y cuántica del estado primordial o eventos precedentes que expliquen los mecanismos que causaron la aceleración de la expansión cósmica como un fenómeno emergente.

La suposición estándar de que la mecánica cuántica debería aplicarse en el régimen primordial y en todas las escalas es cuestionada, con la posible excepción de la gravedad. Se desconocen los efectos gravitacionales de la materia oscura y la energía oscura sobre la formación de estructuras. La ontología de la función de onda es ininteligible, la historia pasada de estados aleatorios incoherente, la evolución temporal acausal no unitaria es un profundo misterio. El horizonte y el interior de los agujeros negros son inciertos. Las conjeturas centrales de la teoría de cuerdas están incompletas porque aún no existen datos sensoriales para probarlas; inobservables fundamentales fuera de la voluntad (3 + 1) -dimensional  limitar cualquier marco teórico de comprobabilidad hasta que las ecuaciones dentro de la teoría puedan dar cuenta de la dinámica temporal. Todo lo anterior sugiere el carácter metafísico de la física contemporánea.

La física clásica y cuántica presentan datos observables que aún eluden un modelo cosmológico completo y coherente. Hacia la coherencia empírica, buscamos datos para propiedades cuánticas o entrelazadas de un estado inicial emergente consistente con la gravedad de Einstein. ¿Son las dinámicas causales relacionadas del espacio-tiempo observables en un límite compartido por los sistemas cuánticos y clásicos? Gerard 't Hooft sugiere la posibilidad de teorías en las que los sistemas cuántico y clásico pueden coexistir en una frontera que permite mapeos duales de ambos sistemas que describen la misma evolución temporal. ¿Pueden las fuerzas subyacentes de la gravedad cuántica como un sistema emergente en un régimen clásico formalizarse de manera comprobable con este fin? ¿Cómo puede la teoría puramente física describir las condiciones de contorno iniciales de la gravedad cuántica?

Las observaciones muestran patrones discernibles empíricamente en el mapa de Planck que pueden explicar aspectos importantes de estas condiciones de frontera. El código clave del CMB es una transformada armónica esférica. Existen perturbaciones adiabáticas primordiales en el espectro de potencia. Empíricamente, el CMB es coherente con la gaussianidad y la isotropía estadística (SI). SI asume que no hay un lugar obviamente especial en el cielo; el CMB es consistente con la distribución de masa 3D primordial con el espectro de potencia. Al observar las distribuciones gaussianas, vemos propiedades de un universo plano con una sorprendente distribución de temperaturas, perturbaciones adiabáticas e inflación de campo único de rotación lenta (SFSR) en un universo temprano dominado por el desplazamiento de un campo escalar. La inflación de la SFSR tiene la consecuencia empírica de los modos B, y la búsqueda de los modos B está motivada por la inflación de la SFSR. ¿Qué estableció las condiciones iniciales para SFSR?

La inflación SFSR se parece a la mecánica cuántica (QM) anterior a 1925 con muchos valores experimentales resultantes de un siglo de espectroscopía atómica. Los primeros patrones fueron reconocidos por Johann Balmer en 1885 y explicados por Niels Bohr en 1913. La cuantificación de Bohr parecía sacada de la nada. El coeficiente de Einstein A luego se dio cuenta de una naturaleza indeterminada, lo que explicaba mucho, pero terminaba de manera incoherente. QM (1925-1930) lo cambió todo. ¿Se parece la historia de la idea de cosmología inflacionaria a aspectos de este escenario?

Desde la década de 1980, la cosmología inflacionaria ha sido el paradigma dominante. Para muchos, la inflación es una historia convincente sobre una transición de fase que produjo un período de expansión. ¿Es una historia empíricamente verdadera de un universo plano, homogéneo e isotrópico, o es una historia metafísica de elementos clave en los datos que percibimos? ¿Podemos comenzar la inflación desde la escala de Planck? La teoría física en cosmología de precisión requiere condiciones iniciales fundacionales y comprobables. Requiere una explicación de fenómenos como el futuro, la densidad, el sector oscuro, la gravedad cuántica, las ondas gravitatorias primordiales y el problema del horizonte. Los críticos de la inflación, como Paul Steinhardt, afirman que no explica ninguna de estas cosas más que el espectro de fluctuación de densidad casi invariante en la escala o la inclinación al rojo, una pequeña desviación de la invariancia de escala. No sabemos cómo la homogeneidad de la inflación requerida para  La dinámica inflacionaria no se produjo más que cómo surgió la planitud del potencial requerido para la inflación.

La inflación asumió originalmente una transición de fase que requería burbujas - inflación SFSR - en el centro de su historia con la consecuencia sugiriendo el problema de un universo demasiado suave. Las fluctuaciones cuánticas introducidas en la teoría presentan el problema de la forma en que evolucionan en el campo de la inflación. Además, la inflación de la SFSR requiere condiciones iniciales que parecen improbables.

¿Es esta una crítica pragmática? Se cree que pocas teorías tienen las ventajas de la inflación. Al observar la distribución en los cielos, vemos signos de predicción. Para muchos, las alternativas a la inflación parecen incorrectas. Pero el problema real es la segunda ley de la termodinámica, que establece que las cosas se vuelven más aleatorias al avanzar y menos aleatorias al retroceder. La clave aquí son los grados de libertad gravitacionales. La inflación no funciona en la inversión del tiempo, ni explica la estructura empírica del universo observable.

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III. Testabilidad

Cualquier versión del modelo cosmológico estándar requiere condiciones iniciales comprobables que predicen un resultado determinado. La crítica de Steinhardt al modelo inflacionario muestra que la inflación exponencial puede producir cualquier resultado, dependiendo de cómo se definan o se piense que las condiciones separan los efectos cuánticos del trasfondo clásico. Además, para  alguna   predicción  de   inflación no confirmada por la observación, obtenemos un modelo que está de acuerdo con él porque un multiverso resultante puede sugerir cualquier modelo en el que las condiciones iniciales de densidad de energía crezcan más lentamente que la densidad de Planck. El lenguaje teórico de la inflación de condiciones iniciales afinadas implica estados de existencia para los que aún no tenemos medidas. Además, por las razones que se muestran a continuación, necesitamos una imagen conforme de las galaxias dentro y fuera de nuestro horizonte de partículas. ¿Puede el modelo inflacionario darnos esta imagen?

En cosmología observacional buscamos millones de números del CMB y la estructura a gran escala. ¿Cuáles son nuestras opciones de soluciones que difieran del paradigma inflacionario? Mira los anillos en el cielo de CMB. ¿Son firmas de una colisión de burbujas de transiciones de fase del universo temprano? Las cuestiones abiertas relacionadas de la dinámica causal de la materia oscura y la energía oscura, a su vez, plantean la cuestión de si la teoría de cuerdas puede resolver estos problemas. ¿O debemos volvernos hacia el bispectro y la no gaussianidad primordial?

¿Cómo puede la teoría de cuerdas formalizar la física de las singularidades, los mecanismos de expansión y las fluctuaciones en la radiación cósmica de microondas que la inflación debe explicar? ¿Es la invariancia conforme una característica fundamental de los constituyentes elementales de la realidad física que sugiere?

¿Qué hay de los efectos trans-Planckianos que vemos en las condiciones iniciales de las perturbaciones? ¿Existe un posible residuo de una fase preexistente? Los efectos son más pronunciados en las escalas más grandes. Las matemáticas de la genética mendeliana eran demasiado sofisticadas para la mayoría de los científicos; Los patrones no triviales de la herencia fueron así ignorados durante 35 años. ¿La comunidad ha ignorado los patrones residuales en el CMB?

Acerca de los efectos trans-Planckianos, ¿existe alguna cantidad de inflación para explicar el universo temprano antes de nuestro universo observable? ¿Es posible observar algún residuo de una fase de preexpansión? Imagina el futuro del universo observable mirando hacia atrás en el pasado inicial. ¿Qué parámetros y condiciones se pueden inferir después de la fase de expansión? ¿Podemos comenzar la inflación desde la escala de Planck? Aún se obtiene una clara distinción a partir de Einstein entre inflación y estructura teórica. El modelo inflacionario puede resultar ser un concepto metafísico e incontestable que predice aspectos selectos de la realidad física.

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IV. Inestabilidad

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Aparte de la teoría inflacionaria, ¿cómo explicamos lo que sucedió antes de la singularidad inicial? ¿Qué eventos pueden haber precedido al escenario primordial y cuál es su futuro remoto? Sir Roger Penrose ha avanzado una teoría de la cosmología cíclica conforme (CCC) para describir la prefenomenología de lo observable.  universo. CCC es una propuesta radical que ahora supera los parámetros conocidos de la cosmología comprobable convencionalmente. Actualmente sus ecuaciones están incompletas; el modelo es especulativo. Pero puede ayudar a explicar el  naturaleza de  los   escenario primordial y nuestro  futuro remoto mediante una evolución conforme a la perfección, resolviendo el problema del horizonte de por qué el universo es suave y uniforme, mediante el uso de ecuaciones clásicas.

El eón actual en la imagen CCC de un futuro remoto en expansión exponencial impulsado por Λ predice el desvanecimiento gradual de la masa a través del mecanismo de Higgs, con una colisión entre agujeros negros supermasivos en espiral entre sí en forma de radiación gravitacional, y con la presencia crucial de la constante cosmológica. CCC corresponde a las expectativas actuales para el futuro remoto de nuestro propio universo; La expansión exponencial del eón anterior elimina una fase inflacionaria como principio. CCC también explica la notable supresión de los grados de libertad gravitacionales que dan lugar a la desconcertante y extrema baja entropía de la singularidad inicial.

En CCC, las ecuaciones matemáticas para un cruce de cada eón al siguiente siguen los requisitos de la relatividad general de Einstein: una constante cosmológica positiva Λ y regularidad conforme en el cruce. Sin embargo, persisten las incertidumbres sobre las masas de partículas que se desvanecen en un futuro muy remoto, y el resurgimiento de la masa temprano en el eón subsiguiente a partir del cual las masas de partículas en el cruce deben desaparecer para que sea conformemente suave. Además, CCC requiere un papel clave para la materia oscura, un socio natural de la gravedad, pero la materia oscura debe descomponerse para que CCC sea consistente. En este sentido, las ecuaciones de CCC se relacionan con cuestiones de física de partículas.

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Podemos argumentar a favor de explicaciones alternativas en el cielo de CMB de la presencia en valores M de señales en conjuntos concéntricos, los anillos predichos por CCC a partir de fusiones de agujeros negros en el eón anterior. Estos anillos pueden producir un aumento o disminución leve y distante de la temperatura con una variación más uniforme y ligeramente más baja que la norma. Las señales aparecen presentes en una distribución altamente no isotrópica en variación con la imagen convencional de fluctuaciones de temperatura resultantes de eventos cuánticos aleatorios en una fase inflacionaria.

Los teóricos buscan explicaciones más empíricamente comprobables para los eventos durante o antes del estado inicial. Es posible que necesitemos un resultado mecánico cuántico exacto alrededor de la singularidad o alguna condición inicial que no colapse. Las ecuaciones apuntan al hecho de que si la constante cosmológica es correcta, vemos una eternidad. Según el punto de partida de la singularidad inicial, podemos ver la curvatura de Weyl en cero. Conforme, ¿podemos extender un estado inicial denso y caliente a algo anterior a él por medio de lo que carece el modelo inflacionario? La física conforme da sentido a la continuación conforme en la que algo existía antes del estado inicial. Las ondas gravitacionales podrían darnos datos para mirar hacia atrás antes de este estado.

La cosmología de rebote, una alternativa a la CCC y la inflación, es uno de esos posibles escenarios restringidos por los datos de CMB. El escenario de rebote describe fenómenos de fases de contracción y expansión que explican la suavidad y la planitud al observar dos regiones del cielo de CMB en lados opuestos y extrapolar hacia atrás, asumiendo que no hay inflación ni singularidad en desacuerdo con las leyes clásicas. Los modelos de rebote no singulares pueden dar tiempo suficiente para que las dos regiones del cielo hagan un contacto causal y se suavizan antes de que el CMB desacople y capture las fluctuaciones de densidad, de modo que la luz o cualquier otra fuerza pueda atravesar la distancia desde el estado inicial. Además, la fase de suavizado o contracción contiene fluctuaciones en parches raros que se desvanecen y terminan, evitando así el problema del multiverso en la cosmología inflacionaria.

Los modelos de un rebote cosmológico no singular en desacuerdo con los teoremas de singularidad estándar modifican la dinámica de contracción del colapso hasta el punto de una singularidad del Big Bang. En el modelo de rebote de Neil Turok, los efectos de la mecánica cuántica producen, en cambio, la dinámica de rebote que excluye tal singularidad. Anna Ijjas y Paul Steinhardt, por el contrario, utilizan las ecuaciones de la mecánica clásica para proponer un rebote mediante una violación de la condición de energía nula, con energía más gravitacionalmente autorrepulsiva que la energía del vacío, suficiente para producir un rebote, y por debajo de la escala de Planck en finito factores de escala que evitan el colapso en un punto y predicen una expansión en un campo escalar clásico. Esto predice una transición estable y suave del rebote a la expansión confirmada por las observaciones de un universo homogéneo plano isotrópico.

Peter Graham, David Kaplan y Surjeet Rajendran proponen la posibilidad, durante una fase de contracción en la relatividad general semiclásica, de cuatro dimensiones espaciales compactas en cada punto dentro de un campo vectorial de vorticidad que viola dinámicamente la  NEC en dichas dimensiones y así evita una singularidad de tal manera que resuelve la constante cosmológica. Proponen también la relevancia teórica de los agujeros de gusano Lorentzianos atravesables.

La correspondencia AdS / CFT del físico teórico Juan Maldacena, la conjetura holográfica de 1997, relaciona las teorías de gauge en la física de partículas y materia condensada con la gravedad a escala cuántica. Describe los agujeros de gusano atravesables como objetos asintóticos de una variedad realizada en el espacio Anti-deSitter. Los agujeros de gusano en teoría conectan puntos discretos del espacio-tiempo y exhiben las propiedades de teletransportación causadas por dos límites que interactúan en un régimen gravitacional de sistemas cuánticos acoplados o dobles entrelazados que transfieren bits de información compleja a través de un agujero de gusano. Esta es una teoría geométrica en Hilbert Space con una suave transferencia clásica entre los dos sistemas que interactúan. Un agujero de gusano puede ser causado por dos agujeros negros entrelazados como sistemas cuánticos análogos a un universo en colapso.

El interior de un agujero de gusano corresponde al interior de un agujero negro; Las perturbaciones causadas por el proceso cuántico de acoplamiento interactivo pueden hacer retroceder el horizonte del agujero negro para hacer que el interior sea más observable. Este paso de la teoría hacia la fenomenología de los agujeros negros predicha por Stephen Hawking ocurre dentro de una radiación Hawking entrelazada. En teoría, las conjeturas de Maldacena son prometedoras para los observables de agujeros negros que podrían confirmar el poder empírico de la teoría de cuerdas y los mecanismos correlativos de los fenómenos cuánticos con propiedades clásicas. Queda por hacer un ajuste fino que involucre grados de libertad para que la correspondencia AdS / CFT nos diga más sobre la gravedad y el universo observable que percibimos a través de los sentidos. Por esta razón, forma una nueva metafísica de lógica matemática rigurosa hacia los fenómenos observables: el mejor de muchos mundos posibles en curso.

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V. El futuro de la metafísica

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Las visiones de agujeros de gusano y agujeros negros como objetos de la teoría física reflejan el experimento de Gedanke que llevó a Einstein a descubrir la relatividad general. ¿Existía la mecánica clásica antes de sus experimentos mentales? Sí, teóricamente, en el mundo posible de la metafísica. Pero desde principios del siglo XX, el dogma extremadamente influyente de Wittgenstein de que el mundo físico sentido es "todo lo que es el caso" ha trivializado la metafísica como "una tontería". Nuestros primeros metafísicos modernos, Descartes, Spinoza y Leibniz, nos proporcionaron un análisis y una lógica profundamente no triviales en la tradición racionalista que separaba la filosofía natural de los mundos posibles de la ciencia empírica. Newton formalizó por primera vez esta separación entre las disciplinas; Locke, Hume y Kant siguieron su ejemplo.

Una separación análoga y menos coherente entre la física teórica y empírica divide ahora a la comunidad científica. Como resultado, un callejón sin salida entre los hechos matemáticos no físicos de la teoría no comprobable pero comprobable, y los hechos comprobables de la realidad física, ha sacudido los cimientos de la verdad científica. Una nueva metafísica de los observables dentro de la teoría resolverá gradualmente el conflicto. Mientras tanto, las conjeturas centrales de  La teoría de cuerdas y las dualidades de cuerdas dividirán la ciencia teórica de la falsable de la confirmación experimental.

El criterio de falsabilidad que define la ciencia surgió de la ortodoxia positivista de que la evidencia de los sentidos es necesaria y suficiente para verificar cualquier verdad científica de enunciados fácticos sobre el cosmos, las leyes de la naturaleza y el conjunto de todos los números enteros. Esta expresión centenaria de realismo ingenuo es insuficiente para los mundos posibles y la física cuántica que presuponen dimensiones, infinitos y dinámicas complejas causales para las que se están construyendo herramientas de observación y análisis en física computacional.

Un paradigma coherente de verificación debe ahora aclarar los límites de los sentidos al evaluar la evidencia en la ciencia teórica y empírica. El análisis bayesiano en sí mismo es insuficiente para predecir los usos de la imaginación y el experimento de Gedanke sin restricciones de probabilidad y reglas estándar de comprobabilidad para fenómenos no físicos. Considere la diferencia entre el arte abstracto y el realista con el impresionismo en el límite entre la abstracción y la figuración. Una diferencia análoga separa la física teórica de la empírica. La física matemática vive en el límite entre estos dos cuerpos de evidencia como prueba o ley de la naturaleza.

Einstein dijo una vez que ninguna respuesta puede admitirse como epistémicamente sólida a menos que esté justificada por los hechos observables de la experiencia. Karl Popper mantuvo la correspondiente ortodoxia positivista de que "una teoría debe ser falsable para ser científica". Su afirmación carece de conocimiento de la física matemática del siglo XXI y la ciencia teórica que contradice el dogma de la fisicalidad epistémica.

Una reinterpretación sistemática, coherente e inteligible de la metafísica de la Ilustración dentro de las categorías probatorias de la investigación científica debe ahora parametrizar el límite entre los aspectos físicos y no físicos de los fenómenos, aclarando la diferencia entre hechos teóricos y empíricos. Los criterios de verificabilidad corresponderán a las categorías de investigación que necesariamente se refieren a propiedades físicas o metafísicas de los fenómenos relevantes, con condiciones de frontera definidas para aspectos de transición de fase de la física matemática que unen las dos categorías de explicación y predicción.

La metafísica no es trivial. Toda teoría física que represente un infinito real asume la metafísica de Platón de un conjunto infinito inobservable de números que existen en el mundo posible de las formas ideales. Como se señaló anteriormente, Leibniz utilizó el platonismo de Descartes en su conjetura de mundos posibles, siendo el nuestro el mejor de todos. Voltaire lo atacó en Candide como el ingenuo Dr. Pangloss ajeno al grotesco mundo del sufrimiento para el que Leibniz acuñó el concepto de teodicea. Pero Voltaire pasó por alto su mensaje subyacente: las leyes de Newton demuestran que el nuestro es el mejor mundo o universo posible divinamente perfeccionado como por la navaja de Ockham. Además, Voltaire cometió el error de categoría de confundir la lógica matemática con el discurso moral del bien y del mal.

Isaac Newton, contemporáneo de Leibniz, lamentó en la tercera edición de los Principia que, aunque había explicado los fenómenos “de los cielos y de nuestro mar por el poder de la gravedad”, se abstuvo de asignar una causa a la gravedad. "Ciertamente este poder", escribió, "surge de alguna Causa que penetra hasta el centro del Sol y los Planetas ... y que no actúa de acuerdo con la Cantidad de las Superficies de las Partículas sobre las cuales actúa (como las Causas Mecánicas solían hacerlo). hacer) pero de acuerdo con la cantidad de materia sólida: y donde la acción se extiende en todos los sentidos a distancias inmensas, de modo que los eventos disminuyen en la proporción duplicada de esas distancias ... Pero la causa de estas propiedades de la gravedad todavía no he sido capaz de sacar de los Fenómenos: Y no hago Hipótesis.  Para  todo lo que no se extraiga de los Fenómenos se llamará Hipótesis. Y las hipótesis, ya sean metafísicas, físicas, de cualidades ocultas o mecánicas, no tienen cabida en la filosofía experimental ”.

Las ideas de causalidad de la Ilustración temprana se originaron en la filosofía natural que contradecía la teoría mecánica de Descartes y Galileo, su co-inventor contemporáneo de precisión sin precedentes en una filosofía mecánica para dar lugar al cálculo infinitesimal y la geometría analítica. Galileo descubrió un sistema revolucionario de análisis matemático basado en leyes mensurables de observación que contradecían los formalismos estándar de la física y la metafísica de Aristóteles.

En 1633, Descartes autocensuró Le Monde, ou Traité du monde et de la lumière , su tratado sobre la luz: una nueva filosofía copernicana consistente con la prueba de Galileo de las leyes causales que describen la mecánica observable de la materia. Ambos esperaban hacer inteligible la naturaleza sin referirse a la filosofía del derecho natural como el espejo del derecho moral en una peligrosa herejía de principios causales para los que la moralidad era intrascendente.

La revolución del siglo XVII en la física de partículas resultó de la primera patente del telescopio por el fabricante de anteojos germano-holandés Hans Lippershey, en 1608, poco después de la primera representación de Hamlet de Shakespeare en Oxford, donde Francis Bacon estaba ocupado inventando el realismo moral en Magdalen. Universidad. El telescopio marcó el comienzo de la cultura material de una nueva disciplina: la física matemática. Esto separó formalmente la física de la filosofía natural en desacuerdo con la salida de Galileo de las polémicas de causalidad aristotélicas y bíblicas. La física se convirtió ahora en una función de las observaciones, no del discurso moral. El acto de observación comprobable se volvió necesario y suficiente para explicar las propiedades de las leyes conocidas mediante herramientas de observación, no las verdades innatas de la razón.

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VI. Mirando hacia el futuro

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Desde Aristóteles hasta Aquino, Newton y Hume, la metaestructura tácita de la causalidad siempre ha significado unidad: un sistema unificado y autoconsistente de dinámicas profundamente conectadas ocultas a la percepción sensorial. Desde el Génesis hasta el escenario inflacionario, las narrativas fundacionales de la causalidad siempre han supuesto un punto acausal arbitrario al comienzo del espacio-tiempo inobservable e inaccesible para los sentidos. El hecho de que las condiciones iniciales no sean observables sigue complicando las cuestiones de la evolución  sistemas físicos de la mecánica cuántica de estado inicial que surgen de un  sistema clásico en el que, según Netta Engelhardt, el comportamiento de las hipersuperficies nulas determina la dinámica gravitacional.

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El modelo cosmológico estándar refleja aspectos indeterminados de la física y la filosofía de la causalidad de la Ilustración. La evidencia fáctica de cualquier estado inicial sigue siendo conjetural y abierta a interpretaciones contradictorias de los fenómenos cuánticos y clásicos que describen mundos posibles inflacionarios, conformes, rebotantes o infinitos que preceden al estado primordial de los observables en evolución del CMB.

Debido a que la evidencia fáctica de las propiedades físicas y no físicas de cualquier estado inicial es indeterminada, los observables son necesarios pero insuficientes para los criterios fundamentales de verificación o falsificación de la teoría. El criterio de falsabilidad de Popper para la prueba científica limita los métodos de verificación de los fenómenos de estado inicial no físicos descritos, por ejemplo, por AdS / CFT y la gravedad que relaciona la física de los agujeros negros, las partículas y la materia condensada antes de la fase de expansión.

La teoría física coherente de los fenómenos indeterminados o no observables predice resultados no sesgados que confirman la observación experimental donde la teoría es incompleta, por ejemplo, a partir de oscilaciones de neutrinos muy tempranas, como Edward Witten me explicó una vez. Cuando los observables eluden a la comunidad, inferimos estados probables en casos como el surgimiento dinámico del entrelazamiento cuántico. Cuando los fenómenos acausales rompen leyes conocidas, volvemos al tablero de dibujo cósmico sin impedimentos por la regla de falsabilidad.

La nueva física debe formalizar la teoría cuántica y clásica de estado inicial coherente. Necesitamos un nuevo paradigma causal que conecte la filosofía y la física de la gravedad cuántica en los estados iniciales y posibles precedentes de observables confirmados. Sin embargo, la teoría verificable que describe ondas gravitacionales de un estado anterior debe explicar primero la dinámica causal tanto observable como no observable para que el Libro de la Naturaleza se lea entre líneas.

La dinámica causal y las estructuras causales de los sistemas físicos son fundamentales para las fuerzas subyacentes ocultas a la vista.  Si, de hecho, las ondas gravitatorias primordiales explicarán los acontecimientos anteriores al estado inicial, la comunidad científica debe estar preparada con un nuevo paradigma coherente de prefenomenología para la revolución venidera de la física computacional. El criterio de falsabilidad de Popper es necesario para la verificación de los datos sensoriales, pero impone exigencias poco realistas a la teoría, por ejemplo, de mecanismos inobservables que ahora están siendo probados por herramientas computacionales.

Vivimos en un mundo de paradojas. La física newtoniana no puede explicar la complejidad causal de los sistemas cuánticos y clásicos que Newton no tenía ni idea de que existían. Si Hawking y Penrose tenían razón en que solo una teoría de las condiciones iniciales tiene poder predictivo, debemos  preste atención a la física computacional de la evolución física desde estados dinámicos iniciales a giros y velocidades tan inobservables como las ondas gravitacionales a Newton. Leibniz produjo la primera descripción unificada coherente de las leyes causales físicas y metafísicas que ahora sabemos que son aproximadas en el mejor de los casos. ¿El modelo cosmológico estándar será modificado por una revolución computacional en física matemática? En este, el mejor de los mundos posibles, todo es posible.

Sarah Jones Nelson

Departamento de Filosofía

Universidad de Princeton

Princeton, Nueva Jersey

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L. Wittgenstein, Philosophische Untersuchungen / Investigaciones filosóficas, trad.

GEM Anscombe, Oxford: Basil Blackwell, 1953

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Expresiones de gratitud

En agradecimiento a los participantes en CMB @ 50, Departamento de Física, Universidad de Princeton, 2015: Neta Bahcall, Wendy Freedman, Juan Maldacena, Lyman Page, James Peebles, Roger Penrose, Martin Rees, Suzanne Staggs, David Spergel, Paul Steinhardt, Christopher Tully , Erik Verlinde, Herman Verlinde y Edward Witten. También estoy agradecido a Freeman Dyson y Karen Uhlenbeck.

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