A lo largo de la historia la gente ha intentado entender el universo dividiendo la materia en pedazos cada vez más y más pequeños. Esta estrategia ha sido extremadamente exitosa: a medida que nos concentramos en distancias más pequeñas aparecen estructuras más simples y fundamentales. En los comienzos del siglo veinte los químicos descubrieron que toda la materia estaba formada por unas pocas docenas de partículas de distintos tipos, los átomos. Más tarde se encontró que los mismos átomos estaban compuestos por partículas aún más pequeñas: electrones, protones y neutrones. Hoy las partículas fundamentales son los fotones, electrones, cuarks y otras pocas partículas más.

Es natural preguntarse, ¿son los fotones, electrones y cuarks las verdaderas partículas elementales? ¿O están compuestos de objetos aún más pequeños y fundamentales? En los últimos años se ha hecho un gran esfuerzo para responder estas preguntas. Sin embargo las mismas preguntas pueden no tener sentido ya que están basadas en la suposición implícita de que podemos entender la naturaleza de las partículas elementales dividiéndolas en otras más pequeñas. ¿Pero tiene necesariamente sentido esta línea de pensamiento?

En “Más es diferente”, un ensayo publicado en la revista Science en 1972, el premio Nobel de Física P. W. Anderson sostiene que esta línea de pensamiento reduccionista tiene una capacidad muy limitada para explicar el mundo. Anderson afirma que la realidad tiene una estructura jerárquica, donde cada nivel es hasta cierto grado independiente de los otros niveles. Cuando muchos entes elementales se agrupan surgen fenómenos emergentes, propios del conjunto y no de cada ente por separado. Para Anderson, la emergencia de nuevas propiedades es uno de los misterios más intrigantes de la ciencia.

A continuación reproducimos algunos párrafos del trabajo de Anderson.

Más es diferente

P. W. Anderson

Es posible que la hipótesis reduccionista sea todavía motivo de controversia entre filósofos, pero pienso que la hipótesis es aceptada sin cuestionamientos por la gran mayoría de los científicos. El funcionamiento de nuestras mentes, de nuestros cuerpos y de toda la materia animada e inanimada de la cual tenemos un conocimiento detallado, se asume que está controlado por el mismo conjunto de leyes fundamentales, el cual, excepto bajo ciertas condiciones extremas, conocemos bastante bien.

Parece inevitable acordar acríticamente con lo que, a primera vista, surge como un corolario obvio del reduccionismo: que si cada cosa obedece las mismas leyes fundamentales, entonces los únicos científicos que están estudiando algo realmente fundamental son aquellos que están trabajando en esas leyes. En la práctica, esto involucra a algunos astrofísicos, algunos físicos de partículas elementales, algunos lógicos y matemáticos y unos pocos más. Este punto de vista -oponerse al mismo es el principal propósito de este artículo- está expresado en un pasaje bastante conocido del físico de partículas elementales Victor Weisskopf:

Mirando el desarrollo de la ciencia en el siglo veinte uno puede distinguir dos tendencias, a las cuales llamaré investigación intensiva e investigación extensiva, a falta de una terminología mejor. Brevemente: la investigación intensiva se dedica a las leyes fundamentales, la investigación extensiva se dedica a la explicación de los distintos fenómenos en función de las leyes fundamentales conocidas. Como siempre, distinciones de este tipo tienen algo de ambigüedad, pero en la mayoría de los casos son claras. La física del estado sólido, la física del plasma y quizás también la biología son extensivas. La física de alta energía y una buena parte de la física nuclear son intensivas. Siempre hay mucho menos investigación intensiva desarrollándose que extensiva. Una vez que nuevas leyes fundamentales son descubiertas, una gran actividad comienza en orden para aplicar los descubrimientos a los hasta entonces fenómenos inexplicados. Por lo tanto, la investigación básica tiene dos dimensiones. La frontera de la ciencia se extiende todo a lo largo de una larga línea, desde la más reciente investigación intensiva, pasando por la investigación extensiva generada por la investigación intensiva de ayer, hasta la amplia y bien desarrollada red de actividades de investigación extensiva basada en investigaciones intensivas de décadas pasadas.

Un buen indicador de la efectividad de este mensaje es que lo escuché citado recientemente por un científico líder del área de ciencia de materiales, quien quería convencer a los participantes de un congreso dedicado a los "problemas fundamentales en la física de la materia condensada" a que acepten que existían muy pocos o ninguno de tales problemas, y que nada había quedado por hacer excepto ciencia extensiva, la cual este señor parecía equiparar a la ingeniería de aparatos.

La principal falacia de esta clase de argumentos es que la hipótesis reduccionista no implica de ninguna manera una hipótesis "construccionista": La habilidad de reducir cada cosa a leyes fundamentales simples no implica la habilidad de comenzar con aquellas leyes y reconstruir el universo. De hecho, cuanto más nos dicen los físicos de partículas acerca de la naturaleza de las leyes fundamentales, menor es la relevancia que parecen tener esas leyes para los problemas muy reales del resto de la ciencia, y mucho menor aún para los problemas de la sociedad.

La hipótesis construccionista se quiebra cuando es confrontada con las dificultades gemelas de escala y complejidad. Resulta ser que el comportamiento de grandes y complejos agregados de partículas elementales no puede ser entendido en términos de una simple extrapolación de las propiedades de unas pocas partículas. En su lugar, en cada nivel de complejidad aparecen propiedades completamente nuevas, y el entendimiento de los nuevos comportamientos requiere de investigación que considero tan fundamental en su naturaleza como cualquier otra. Esto es, me parece que se pueden acomodar las ciencias más o menos linealmente en una jerarquía de acuerdo a la siguiente idea: las entidades elementales de la ciencia X obedecen las leyes de la ciencia Y.

Pero esta jerarquía no implica que la ciencia X es simplemente ciencia Y aplicada. En cada nivel son necesarias leyes, conceptos y generalizaciones enteramente nuevos, requiriendo un grado tan grande de inspiración y creatividad como en el nivel previo. Psicología no es biología aplicada, ni biología es química aplicada.

…

La arrogancia de los físicos particuleros y su investigación intensiva ya es algo del pasado (el descubridor del positrón dijo "el resto es química"), pero aún no nos hemos recuperado de la arrogancia de algunos biólogos moleculares, quienes parecen decididos a reducir cada característica del organismo humano a "solo" química, desde el resfrío común y las enfermedades mentales, hasta el instinto religioso. Seguramente hay más niveles de organización entre la etología humana y el ADN que los que hay entre el ADN y la electrodinámica cuántica, y cada nivel puede requerir una nueva y completa estructura conceptual.

Para finalizar, quiero dar dos ejemplos, tomados de la economía, de lo que espero haber dicho. Marx dijo que las diferencias cuantitativas se transforman en cualitativas, aunque un diálogo en Paris, en los 1920's, deja las cosas mucho más en claro:

FITZGERALD: Los ricos son diferentes a nosotros.

HEMINGWAY: Sí, ellos tienen más plata.