¿Es el "pensamiento de grupo" en la ciencia un problema o un mito?

Hace unos 500 años, hubo un fenómeno científico que, sin lugar a dudas, fue muy bien comprendido: el movimiento de los objetos celestes en el cielo. El Sol salía por el este y se ponía por el oeste con un período regular de 24 horas. Su trayectoria en el cielo se elevó y los días se hicieron más largos hasta el solsticio de verano, mientras que su trayectoria era más baja y más corta en el solsticio de invierno. Las estrellas exhibieron ese mismo período de 24 horas, como si el dosel celestial girara durante toda la noche. La Luna migraba de noche en noche en relación con los otros objetos unos 12° a medida que cambiaba sus fases, mientras que los planetas deambulaban según las reglas geocéntricas de Ptolomeo y otros.

A menudo nos preguntamos: "¿Cómo fue posible?". ¿Cómo es posible que esta imagen geocéntrica del Universo no haya sido cuestionada durante más de 1.000 años? Existe una narrativa común de que ciertos dogmas, como que la Tierra es estacionaria y el centro del Universo, no pueden ser cuestionados. Pero la verdad es mucho más compleja: la razón por la que el modelo geocéntrico prevaleció durante tanto tiempo no fue por el problema del pensamiento grupal, sino porque la evidencia encajaba muy bien con él: mucho mejor que las alternativas. El mayor enemigo del progreso no es en absoluto el pensamiento de grupo, sino los éxitos de la teoría principal que ya ha sido establecida. Aquí está la historia detrás de esto.

Aunque no es muy conocida, la idea de un Universo heliocéntrico se remonta al menos a más de 2.000 años. Arquímedes, que escribió en el siglo III a. C., publicó un libro llamado The Sand Reckoner, donde comienza a contemplar el Universo más allá de la Tierra. Aunque no le convence del todo, relata la obra (ahora perdida) de su contemporáneo, Aristarco de Samos, quien argumentaba lo siguiente:

“Sus hipótesis son que las estrellas fijas y el sol permanecen inmóviles, que la Tierra gira alrededor del sol en la circunferencia de un círculo, el sol se encuentra en el medio de la órbita, y que la esfera de las estrellas fijas, situada alrededor del mismo centro que el Sol, es tan grande que el círculo en el que supone que gira la Tierra guarda con la distancia de las estrellas fijas tal proporción como la que guarda el centro de la esfera con su superficie”.

Se reconoció que la obra de Aristarco tenía gran importancia por dos razones que nada tienen que ver con el heliocentrismo, pero que sin embargo representó enormes avances en las primeras ciencias de la astronomía.

¿Por qué los cielos parecen girar? Ésta era una enorme cuestión de la época. Cuando miras al Sol, parece moverse a través del cielo en un arco cada día, donde ese arco es una fracción de un círculo de 360°: aproximadamente 15° cada hora. Las estrellas también se mueven de la misma manera, donde todo el cielo nocturno parece girar alrededor del polo norte o sur de la Tierra (dependiendo del hemisferio) exactamente al mismo ritmo. Los planetas y la Luna hacen casi lo mismo, sólo que con la pequeña adición adicional de su movimiento nocturno en relación con el fondo de estrellas.

El problema es que hay dos formas de explicar esto:

Si todo lo que viéramos fueran los objetos en el cielo, cualquiera de estas explicaciones podría ajustarse perfectamente a los datos.

Y, sin embargo, prácticamente todo el mundo en el mundo antiguo, clásico y medieval optó por la primera explicación y no por la segunda. ¿Fue este un caso de pensamiento grupal dogmático?

Difícilmente. Se plantearon dos objeciones importantes al escenario de una Tierra en rotación, y ninguna de ellas se abordó con éxito hasta el Renacimiento.

La primera objeción es que si dejaras caer una pelota sobre una Tierra en rotación, no caería hacia abajo desde la perspectiva de alguien que estuviera parado en la Tierra, sino que caería hacia abajo mientras la persona en la Tierra se movía en relación con la pelota que caía. Esta fue una objeción que persistió durante la época de Galileo y sólo se resolvió con una comprensión del movimiento relativo y la evolución independiente de los componentes horizontales y verticales del movimiento de los proyectiles. Hoy en día, muchas de estas propiedades se conocen como relatividad galileana.

Sin embargo, la segunda objeción fue aún más severa. Si la Tierra girara alrededor de su eje cada 24 horas, entonces su posición en el espacio diferiría por el diámetro de la Tierra (aproximadamente 12.700 km (7.900 millas)) desde el comienzo de la noche hasta el final de la misma. Esa diferencia de posición debería dar como resultado lo que conocemos astronómicamente como paralaje: el desplazamiento de los objetos más cercanos en relación con los más distantes.

Y, sin embargo, por muy aguda que fuera tu visión, nadie había observado jamás un paralaje para ninguna de las estrellas del cielo. Si estuvieran a diferentes distancias y la Tierra estuviera girando, esperaríamos ver a los más cercanos cambiar de posición desde el comienzo de la noche hasta el final de la noche. A pesar de esa predicción, nunca se observó paralaje durante más de 1000 años.

Sin evidencia de la Tierra en rotación aquí en la superficie de la Tierra, y sin evidencia de paralaje (y por lo tanto, una Tierra en rotación) entre las estrellas en los cielos, la explicación de la Tierra en rotación fue desaprobada, mientras que la explicación de una Tierra estacionaria y una Se eligió como explicación favorecida el cielo giratorio, o una “esfera celestial” más allá del cielo de la Tierra.

¿Estábamos equivocados? Absolutamente.

La Tierra gira, pero no teníamos las herramientas ni la precisión para hacer predicciones cuantitativas de lo que esperaríamos ver. Resulta que la Tierra gira, pero el experimento clave que nos permitió verlo en la Tierra, el péndulo de Foucault, no se desarrolló hasta el siglo XIX. Del mismo modo, el primer paralaje tampoco se observó hasta el siglo XIX, debido a que la distancia a las estrellas es enorme y a la Tierra le lleva migrar millones de kilómetros en semanas y meses, no miles de kilómetros en unos pocos. horas, para que nuestros telescopios lo detecten.

El problema era que no teníamos la evidencia disponible para diferenciar estas dos predicciones y que combinamos "ausencia de evidencia" con "evidencia de ausencia". No pudimos detectar un paralaje entre las estrellas, que esperábamos para una Tierra en rotación, por lo que concluimos que la Tierra no estaba rotando. No pudimos detectar una aberración en el movimiento de los objetos que caían, por lo que concluimos que la Tierra no estaba girando. Siempre debemos tener presente, en ciencia, que el efecto que buscamos podría estar presente justo por debajo del umbral que somos capaces de medir.

Aun así, Aristarco logró avances importantes. Pudo dejar de lado sus ideas heliocéntricas y utilizar la luz y la geometría dentro de un marco geocéntrico para idear el primer método para medir las distancias al Sol y la Luna y, por tanto, también estimar sus tamaños. Aunque sus valores estaban muy alejados (principalmente debido a la “observación” de un efecto dudoso que ahora se sabe que está más allá de los límites de la visión humana), sus métodos eran sólidos y los datos modernos pueden aprovechar con precisión los métodos de Aristarco para calcular las distancias y los tamaños del Sol. y Luna.

En el siglo XVI, Copérnico reavivó el interés por las ideas heliocéntricas de Aristarco, señalando que el aspecto más desconcertante del movimiento planetario, el movimiento periódico “retrógrado” de los planetas, podía explicarse igualmente bien desde dos perspectivas.

¿Por qué los planetas parecen seguir trayectorias retrógradas? Ésta fue la pregunta clave. Aquí teníamos dos explicaciones potenciales con perspectivas muy diferentes, pero ambas eran capaces de producir el fenómeno observado. Por un lado, teníamos el antiguo modelo geocéntrico predominante, que explicaba con exactitud y precisión lo que veíamos. Por otro lado, teníamos el nuevo modelo heliocéntrico, advenedizo (o resucitado, según se mire), que también podría explicar lo que vimos.

Desafortunadamente, las predicciones geocéntricas fueron más precisas (con menos discrepancias observacionales y más pequeñas) que el modelo heliocéntrico. Copérnico no pudo reproducir suficientemente los movimientos de los planetas tan bien como el modelo geocéntrico, por mucho que eligiera sus órbitas circulares. De hecho, Copérnico incluso empezó a añadir epiciclos al modelo heliocéntrico para intentar mejorar los ajustes orbitales. Incluso con esta solución ad hoc, su modelo heliocéntrico, aunque generó un interés renovado en el problema, no funcionó tan bien como el modelo geocéntrico en la práctica.

La razón por la que tomó tanto tiempo reemplazar el modelo geocéntrico del Universo, cerca de 2000 años, es por el éxito que tuvo el modelo al describir lo que observamos. Las posiciones de los cuerpos celestes podían modelarse exquisitamente utilizando el modelo geocéntrico, de una manera que el modelo heliocéntrico no podía reproducir. Fue sólo con el trabajo de Johannes Kepler en el siglo XVII, quien descartó la suposición copernicana de que las órbitas planetarias debían depender de círculos, que llevó a que el modelo heliocéntrico finalmente superara al geocéntrico.

En cambio, el heliocentrismo de Kepler, con órbitas elípticas, fue tan notable porque, por primera vez, había surgido una idea que describía el Universo, incluido el movimiento de los planetas, mejor y más exhaustivamente que el modelo anterior (geocéntrico).

En particular, la órbita (muy excéntrica) de Marte, que anteriormente era el mayor punto problemático para el modelo de Ptolomeo, fue un éxito inequívoco para las elipses de Kepler. Incluso en las condiciones más estrictas, donde el modelo geocéntrico tuvo sus mayores desviaciones de lo predicho, el modelo heliocéntrico tuvo sus mayores éxitos. Ése es a menudo el caso de prueba: buscar dónde la teoría prevaleciente tiene la mayor dificultad, y tratar de encontrar una nueva teoría que no sólo tenga éxito donde la anterior fracasa, sino que tenga éxito en todos los casos en que la anterior también tenga éxito.

Las leyes de Kepler allanaron el camino para la ley de gravitación universal de Newton, y sus reglas se aplican igualmente a las lunas de los planetas del Sistema Solar y a los sistemas exoplanetarios que tenemos en el siglo XXI. Uno puede quejarse del hecho de que pasaron unos ~1800 años desde Aristarco hasta que el heliocentrismo finalmente reemplazó nuestro pasado geocéntrico, pero la verdad es que hasta Kepler, no había ningún modelo heliocéntrico que coincidiera con los datos y las observaciones tan bien como lo hacía el modelo de Ptolomeo. El problema no era el pensamiento de grupo, ni el dogma impedía que nadie considerara las alternativas. El problema clave fue el éxito inigualable del modelo ptolemaico, y tan pronto como un nuevo modelo resultó más exitoso, el antiguo fue rápidamente reemplazado por científicos de todo el mundo.

Es vital recordar que la única razón por la que se produjo esta revolución científica es porque había “grietas” en la teoría ya existente: donde las observaciones y las predicciones no lograban alinearse. Siempre que esto ocurre, es donde puede surgir la oportunidad de una nueva revolución, pero ni siquiera eso está garantizado. ¿Son reales la materia y la energía oscuras o es esta una oportunidad para una revolución? ¿Las diferentes mediciones de la tasa de expansión del Universo indican un problema con nuestras técnicas, o son una indicación temprana de una posible nueva física? ¿Qué pasa con las masas de neutrinos distintas de cero? ¿O el experimento del muón g-2?

Es importante explorar incluso las posibilidades más descabelladas, pero siempre cimentándonos en las observaciones y mediciones que podamos realizar. Si alguna vez queremos ir más allá de nuestra comprensión actual, cualquier teoría alternativa no sólo debe reproducir todos nuestros éxitos actuales, sino también tener éxito donde nuestras teorías actuales no pueden. Por eso los científicos suelen ser tan resistentes a las nuevas ideas: no por pensamiento de grupo, dogma o inercia, sino porque la mayoría de las nuevas ideas nunca superan esos obstáculos épicos. Siempre que los datos indiquen claramente que una alternativa es superior a todas las demás (pero nunca antes de ese punto), es inevitable que se produzca una revolución científica.