Lee Smolin ( nacido el 6 de junio de 1955 ) es un físico teórico estadounidense , miembro de la facultad del Instituto Perimeter de Física Teórica , profesor adjunto de física en la Universidad de Waterloo y miembro de 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 sobre el 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 . [2]
Smolin nació en la ciudad de Nueva York [3], hijo de Michael Smolin, ingeniero ambiental y de procesos, y 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. [4] Su hermano, David M. Smolin , se convirtió en profesor en la Facultad de Derecho de Cumberland en Birmingham, Alabama. [5]
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 inacabadas a su muerte: 1, dar sentido a la mecánica cuántica, y 2, unificar esa comprensión de los cuantos con la gravedad. Smolin tomaría como su "misión" tratar de completar estas tareas. [6] : 12 Poco después, navegó por 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 inacabada de Einstein" "y ver una página del libro, mostrando la ecuación que relaciona la longitud de onda con el momento". [6] : xxviii Poco después de eso, "habría logrado entrar" en el Hampshire College, encontrar grandes maestros y tener suerte en sus solicitudes para la escuela de posgrado. En cuanto a su misión de resolver las dos grandes preguntas de Einstein, según el relato de Smolin, no tuvo éxito: "Muy lamentablemente, nadie más lo ha logrado". [6] : 13
Smolin ha seguido 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 de Hannah Moscovitch . [7]
Smolin está casado con Dina Graser, abogada y consultora de políticas urbanas en Toronto , Ontario. Anteriormente estuvo casado con Fotini Markopoulou-Kalamara . [8] Su hermano es el profesor de derecho David M. Smolin .
Ocupó puestos de investigación postdoctoral en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, Nueva Jersey , el Instituto Kavli de Física Teórica de Santa Bárbara y la Universidad de Chicago , antes de convertirse en miembro de la facultad en las Universidades de Yale , Syracuse y Pensilvania . Fue profesor visitante en el Instituto de Estudios Avanzados en 1995 [9] y profesor visitante en el Imperial College de Londres (1999-2001), antes de convertirse en uno de los profesores fundadores del Perimeter Institute en 2001.
Smolin contribuyó a la teoría de la gravedad cuántica de bucles (LQG) en un trabajo colaborativo 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 campos de calibración , lo que permite el uso de técnicas de la física de partículas, particularmente 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 desarrollando implicaciones para pruebas experimentales de simetrías del espacio-tiempo, así como investigando formas en que las partículas elementales y sus interacciones podrían surgir de la geometría del espacio-tiempo.
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 clásicos de espacio-tiempo de fondo.
Smolin se encuentra entre aquellos teóricos que han propuesto que los efectos de la gravedad cuántica pueden investigarse experimentalmente mediante la búsqueda de modificaciones en la relatividad especial detectadas en observaciones de fenómenos astrofísicos de alta energía, incluidos los rayos cósmicos de muy alta energía y los fotones y neutrinos de los estallidos de rayos gamma. Entre las contribuciones de Smolin se encuentran 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).
Smolin ha trabajado desde principios de los años 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, llamados la interpretación del conjunto real y el principio de precedencia.
La hipótesis de Smolin sobre la selección natural cosmológica, también llamada teoría de los universos fecundos , sugiere que un proceso análogo a la selección natural biológica se aplica en la escala más grande. Smolin publicó la idea en 1992 y la resumió en un libro dirigido a un público no especializado titulado La vida del cosmos .
Los agujeros negros tienen un papel en esta selección natural. En la teoría fecunda, un agujero negro que colapsa [ aclaración necesaria ] causa 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 del universo donde colapsó el agujero negro. Cada universo da lugar a tantos universos nuevos —su "descendencia"— como agujeros negros tenga, lo que da una ventaja evolutiva a los universos en los que los agujeros negros son comunes, que son similares al nuestro. La teoría explica así por qué nuestro universo parece "perfectamente ajustado" para el surgimiento de la vida tal como la conocemos. Debido a que la teoría aplica los conceptos evolutivos de "reproducción", "mutación" y "selección" a 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 no debería existir ninguna estrella de neutrones con una masa de más de 1,6 veces la masa del Sol. [ cita requerida ] Más tarde, esta cifra se elevó a dos masas solares tras un modelado más preciso de los interiores de las estrellas de neutrones por parte de los astrofísicos nucleares. Smolin también predijo que la inflación, de ser cierta, solo debe darse en su forma más simple, gobernada por un único campo y parámetro.
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, ha colaborado con el filósofo brasileño y profesor de la Facultad de Derecho de Harvard Roberto Mangabeira Unger en las cuestiones de la realidad del tiempo y la evolución de las leyes; en 2014 publicaron un libro, cuyas dos partes se escribieron por separado. [10]
En abril de 2013 apareció una exposición extensa de las opiniones filosóficas de Smolin. Time Reborn sostiene que la ciencia física ha hecho que el tiempo sea irreal, mientras que, como insiste Smolin, es la característica más fundamental de la realidad: "El espacio puede ser una ilusión, pero el tiempo debe ser real" (p. 179). Una descripción adecuada según él daría un universo leibniziano : no se admitirían indiscernibles y cada diferencia debería corresponder a alguna otra diferencia, como lo indica el principio de razón suficiente . Unos meses después, se publicó un texto más conciso en un artículo titulado Naturalismo temporal . [11]
En su libro The Trouble with Physics (El problema de la física) , publicado en 2006, Smolin exploró el papel de la controversia y el desacuerdo en el progreso de la ciencia. Sostenía que la ciencia progresa más rápidamente si la comunidad científica fomenta el mayor desacuerdo posible entre profesionales capacitados y acreditados antes de que se forme un consenso mediante la confirmación experimental de las predicciones de teorías refutables. 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 frenar el progreso de la ciencia.
Como estudio de caso, The Trouble with Physics se centró en la cuestión de la falsabilidad de la teoría de cuerdas debido a las propuestas de que el principio antrópico se utilizara para explicar las propiedades de nuestro universo en el contexto del paisaje de cuerdas. El libro fue criticado por el físico Joseph Polchinski [12] 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 de la prominencia de la teoría de cuerdas en la física teórica contemporánea, que cree que ha suprimido la investigación en otros enfoques prometedores. Smolin sugiere que la teoría de cuerdas sufre de graves 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 debería prestar más atención a la gravedad cuántica de bucles, un enfoque que Smolin ha ideado. Finalmente, The Trouble with Physics también se ocupa ampliamente del papel de la controversia y el valor de los diversos enfoques en la ética y el proceso de la ciencia.
El mismo año en que se publicó The Trouble with Physics , Peter Woit publicó Not Even Wrong , un libro para no especialistas cuya conclusión era similar a la de Smolin, es decir, que la teoría de cuerdas era un programa de investigación fundamentalmente defectuoso. [13]
La visión de Smolin sobre la naturaleza del tiempo:
Cada vez tengo más la sensación de que tanto la teoría cuántica como la relatividad general están profundamente equivocadas en lo que respecta a la naturaleza del tiempo. No basta con combinarlas. Existe un problema más profundo, que tal vez se remonta a los comienzos de la física. [14]
Smolin no cree que la mecánica cuántica sea una "teoría final":
Estoy convencido de que la mecánica cuántica no es una teoría definitiva. Lo creo porque nunca he encontrado una interpretación de la formulación actual de la mecánica cuántica que tenga sentido para mí. He estudiado la mayoría de ellas en profundidad y he reflexionado mucho sobre ellas, y al final sigo sin poder entender realmente la teoría cuántica tal como está. [15]
En un artículo de 2009, Smolin articuló las siguientes opiniones filosóficas (las oraciones en cursiva son citas):
Smolin considera que rechazar la idea de un creador es esencial para la cosmología por razones similares a sus objeciones contra el multiverso. [16] No excluye ni rechaza definitivamente la religión o el misticismo, sino que cree que la ciencia solo debe tratar con aquello que es observable. [17] También se opone al principio antrópico , que según él "no puede ayudarnos a hacer ciencia". [18]
También defiende los "principios para un futuro abierto" que, según él, subyacen en el trabajo tanto de las comunidades científicas sanas como de las sociedades democráticas: "(1) Cuando el argumento racional basado en evidencia pública es suficiente para decidir una cuestión, debe considerarse que está decidida de esa manera. (2) Cuando el argumento racional basado en evidencia pública no es suficiente para decidir una cuestión, la comunidad debe fomentar una gama diversa de puntos de vista e hipótesis que sean coherentes con un intento de buena fe de desarrollar evidencia pública convincente" (Time Reborn, pág. 265).
Lee Smolin ha sido un invitado recurrente en Through the Wormhole .
Smolin fue nombrado como el número 21 en la lista de los 100 principales intelectuales públicos de la revista Foreign Policy . [19] También es uno de los muchos físicos apodados el "Nuevo Einstein " por los medios. [20] The Trouble with Physics fue nombrado por la revista Newsweek como el número 17 en una lista de 50 "Libros para nuestro tiempo", 27 de junio de 2009. En 2007 fue galardonado con el Premio Majorana del Electronic Journal of Theoretical Physics, y en 2009 el Premio Klopsteg Memorial de la Asociación Estadounidense de Profesores de Física (AAPT) por "logros extraordinarios en la comunicación del entusiasmo por la física al público en general". Es miembro de la Royal Society of Canada y de la American Physical Society. En 2014 fue galardonado con el Premio Buchalter de Cosmología por un trabajo publicado en colaboración con Marina Cortês. [21]