The Tyranny of Simple Explanations

Imagina que eres un científico con un conjunto de resultados que son igualmente bien predichos por dos teorías diferentes. ¿Qué teoría eliges?

Aquí, se suele decir, es justo donde necesitas una herramienta hipotética creada por el fraile franciscano inglés del siglo XIV Guillermo de Ockham, uno de los pensadores más importantes de la Edad Media. Llamada navaja de Ockam (más comúnmente deletreada como navaja de Occam), aconseja buscar la solución más económica: En términos sencillos, la explicación más simple suele ser la mejor.

La navaja de Occam se enuncia a menudo como una orden de no hacer más suposiciones de las que son absolutamente necesarias. Lo que Guillermo escribió en realidad (en su Summa Logicae, 1323) se acerca bastante, y tiene una agradable economía propia: «Es inútil hacer con más lo que se puede hacer con menos»

Isaac Newton reafirmó más o menos la idea de Ockham como la primera regla del razonamiento filosófico en su gran obra Principia Mathematica (1687): «No debemos admitir más causas de las cosas naturales que las que sean verdaderas y suficientes para explicar sus apariencias». En otras palabras, hay que mantener las teorías e hipótesis tan simples como sea posible sin dejar de dar cuenta de los hechos observados.

Esto parece de buen sentido: ¿Por qué complicar las cosas más de lo necesario? No se gana nada complicando una explicación sin el correspondiente aumento de su poder explicativo. Por eso la mayoría de las teorías científicas son simplificaciones intencionadas: Ignoran algunos efectos no porque no se produzcan, sino porque se cree que tienen un efecto insignificante en el resultado. Aplicada de esta manera, la simplicidad es una virtud práctica, que permite una visión más clara de lo que es más importante en un fenómeno.

Pero la navaja de Occam es a menudo fetichizada y mal aplicada como faro guía para la investigación científica. Se invoca con el mismo espíritu que atestigua Newton, quien llegó a afirmar que «la naturaleza no hace nada en vano, y más es en vano, cuando menos sirve». Aquí la implicación es que la teoría más simple no es sólo más conveniente, sino que se acerca más a cómo funciona realmente la naturaleza; en otras palabras, es más probablemente la correcta.

No hay absolutamente ninguna razón para creer eso. Pero es a lo que Francis Crick apuntaba cuando advertía que la navaja de Occam (que él equiparaba con la defensa de la «simplicidad y la elegancia») podría no ser muy adecuada para la biología, donde las cosas pueden ser muy complicadas. Si bien es cierto que las teorías «sencillas y elegantes» a veces han resultado ser erróneas (un ejemplo clásico es la defectuosa demostración de Alfred Kempe en 1879 del «teorema de los cuatro colores» en matemáticas), también es cierto que las teorías más sencillas, pero menos precisas, pueden ser más útiles que las complicadas para aclarar los fundamentos de una explicación. No hay una ecuación fácil entre la simplicidad y la verdad, y la advertencia de Crick sobre la navaja de Occam no hace más que perpetuar los conceptos erróneos sobre su significado y valor.

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Los peores usos erróneos, sin embargo, se fijan en la idea de que la navaja puede adjudicar entre teorías rivales. No he encontrado un solo caso en el que haya servido para resolver un debate científico. Peor aún, la historia de la ciencia se distorsiona a menudo en los intentos de argumentar que sí lo ha hecho.

Tomemos el debate entre la antigua visión geocéntrica del universo -en la que el Sol y los planetas se mueven alrededor de una Tierra central- y la teoría heliocéntrica de Nicolás Copérnico, con el Sol en el centro y la Tierra y otros planetas moviéndose a su alrededor. Para que la errónea teoría geocéntrica funcionara, los antiguos filósofos tuvieron que embellecer las órbitas planetarias circulares con movimientos circulares más pequeños llamados epiciclos. Estos podían explicar, por ejemplo, la forma en que los planetas parecen a veces, desde la perspectiva de la Tierra, estar ejecutando bucles hacia atrás a lo largo de su trayectoria.

Se suele afirmar que, en el siglo XVI, este modelo ptolemaico del universo se había cargado tanto de estos epiciclos que estaba a punto de desmoronarse. Entonces llegó el astrónomo polaco con su universo heliocéntrico, y ya no fueron necesarios los epiciclos. Las dos teorías explicaban las mismas observaciones astronómicas, pero la de Copérnico era más sencilla, y por eso la navaja de Occam nos dice que la prefiramos.

Esto es erróneo por muchas razones. En primer lugar, Copérnico no eliminó los epiciclos. En gran parte porque las órbitas planetarias son de hecho elípticas, no circulares, todavía las necesitaba (y otros retoques, como un Sol ligeramente descentrado) para que el esquema funcionara. Ni siquiera está claro que utilizara menos epiciclos que el modelo geocéntrico. En un tratado introductorio llamado Commentariolus, publicado alrededor de 1514, dijo que podía explicar los movimientos de los cielos con «sólo» 34 epiciclos. Muchos comentaristas posteriores lo interpretaron como que el modelo geocéntrico debía necesitar muchos más de 34, pero no hay ninguna prueba de ello. Y el historiador de la astronomía Owen Gingerich ha rechazado la suposición común de que el modelo ptolemaico estaba tan cargado de epiciclos que estaba al borde del colapso. Sostiene que en la época de Copérnico probablemente todavía se utilizaba un diseño relativamente sencillo.

Así que las razones para preferir la teoría copernicana no están tan claras. Desde luego, parecía más bonita: Ignorando los epiciclos y otras modificaciones, se podía dibujar como un agradable sistema de círculos concéntricos, como hizo Copérnico. Pero esto no lo hacía más sencillo. De hecho, algunas de las justificaciones que da Copérnico son más místicas que científicas: en su principal obra sobre la teoría heliocéntrica, De revolutionibus orbium coelestium, sostenía que era propio del sol sentarse en el centro «como si descansara en un trono real», gobernando las estrellas como un sabio gobernante.

Si la navaja de Occam no favorece la teoría copernicana frente a la de Ptolomeo, ¿qué dice del modelo cosmológico que sustituyó al de Copérnico: las órbitas planetarias elípticas del astrónomo alemán del siglo XVII Johannes Kepler? Al hacer las órbitas elípticas, Kepler se deshizo de todos esos epiciclos innecesarios. Sin embargo, su modelo no explicaba los mismos datos que Copérnico con una teoría más económica; como Kepler tenía acceso a las observaciones astronómicas mejoradas de su mentor Tycho Brahe, su modelo daba una explicación más precisa. Kepler ya no se limitaba a intentar averiguar la disposición del cosmos. También empezaba a buscar un mecanismo físico para explicarlo -el primer paso hacia la ley de la gravedad de Newton.

La cuestión aquí es que, como herramienta para distinguir entre teorías rivales, la navaja de Occam sólo es relevante si las dos teorías predicen resultados idénticos pero una es más simple que la otra -es decir, hace menos suposiciones. Esta es una situación que rara vez se da en la ciencia. Es mucho más frecuente que las teorías se distingan no por hacer menos suposiciones, sino por hacerlas diferentes. Entonces no es obvio cómo sopesarlas. Desde la perspectiva del siglo XVII, ni siquiera está claro que las elipses simples de Kepler sean «más simples» que los epiciclos copernicanos. Las órbitas circulares parecían una base más estética y divina para el universo, por lo que Kepler las aducía sólo con vacilación. (Consciente de ello, incluso Galileo se negó a aceptar las elipses de Kepler.)

También se ha dicho que la evolución darwiniana, al permitir un único origen de la vida del que descienden todos los demás organismos, fue una simplificación de lo que sustituyó. Pero Darwin no fue el primero en proponer la evolución a partir de un ancestro común (su abuelo Erasmo fue uno de esos predecesores), y su teoría tuvo que asumir una historia mucho más larga de la Tierra que las que suponían una creación divina. Sin duda, un creador sobrenatural puede parecer una suposición bastante compleja hoy en día, pero no se habría visto así en la devota época victoriana.

Incluso hoy en día, si la «hipótesis de Dios» simplifica o no las cosas sigue siendo polémico. El hecho de que nuestro universo presente constantes físicas, como la fuerza de las fuerzas fundamentales, que parecen extrañamente ajustadas para permitir la existencia de la vida, es uno de los enigmas más profundos de la cosmología. Una respuesta cada vez más popular entre los cosmólogos es sugerir que el nuestro es sólo uno de un vasto, tal vez infinito, número de universos con diferentes constantes, y el nuestro parece ajustado puramente porque estamos aquí para verlo. Hay teorías que dan cierta credibilidad a este punto de vista, pero más bien carece de la economía exigida por la navaja de Occam, y no es de extrañar que algunas personas decidan que una única creación divina, con la vida como parte del plan, es más parsimoniosa.

Es más, los modelos científicos que difieren en sus supuestos suelen hacer predicciones ligeramente diferentes, también. Son estas predicciones, y no los criterios de «simplicidad», las que tienen mayor utilidad para evaluar teorías rivales. El juicio puede entonces depender de dónde se mire: Diferentes teorías pueden tener fuerza de predicción en diferentes áreas.

Otro ejemplo popular que se ha propuesto a favor de la navaja de Occam es la sustitución de la teoría química del flogisto -la idea de que una sustancia llamada flogisto se liberaba cuando las cosas ardían en el aire- por la teoría del oxígeno del químico Antoine Lavoisier a finales del siglo XVIII. Sin embargo, no es ni mucho menos obvio que, en aquella época, la idea de que la reacción con el oxígeno del aire, en lugar de la expulsión del flogisto, fuera más sencilla o más coherente con los «hechos» observados sobre la combustión. Como ha argumentado el historiador de la ciencia Hasok Chang, según los estándares de su época, «el antiguo concepto de flogisto no era más equivocado ni menos productivo que el concepto de oxígeno de Lavoisier». Pero, como ocurre con tantas ideas científicas que se han quedado en el camino, se ha considerado necesario no sólo descartarlas, sino vilipendiarlas y ridiculizarlas para pintar una imagen triunfal de progreso desde la ignorancia hasta la ilustración.

Sólo se me ocurre un caso en la ciencia en el que «teorías» rivales compiten para explicar exactamente el mismo conjunto de hechos sobre la base de supuestos fácilmente enumerables y comparables. No se trata de «teorías» en el sentido habitual, sino de interpretaciones: a saber, interpretaciones de la mecánica cuántica, la teoría generalmente necesaria para describir cómo se comportan los objetos a escala de átomos y partículas subatómicas. La mecánica cuántica funciona muy bien como teoría matemática para predecir fenómenos, pero aún no hay acuerdo sobre lo que nos dice sobre el tejido fundamental de la realidad. La teoría no predice lo que ocurrirá en un experimento u observación cuántica, sino sólo las probabilidades de los distintos resultados. Sin embargo, en la práctica sólo vemos un único resultado.

¿Cómo pasamos entonces de calcular probabilidades a anticipar observaciones definitivas y únicas? Una respuesta es que existe un proceso llamado «colapso de la función de onda», a través del cual, de todos los resultados permitidos por la teoría cuántica, sólo surge uno a las escalas de tamaño que los humanos pueden percibir. Pero no está nada claro cómo se produce este supuesto colapso. Algunos dicen que es sólo una ficción conveniente que describe la actualización subjetiva de nuestro conocimiento cuando hacemos una medición, como la forma en que las 52 probabilidades de la carta superior de un paquete barajado se reducen a una sola cuando miramos. Otros piensan que el colapso de la función de onda podría ser un proceso físico real, un poco como la desintegración radiactiva, que puede ser desencadenada por el acto de mirar con instrumentos a escala humana. En cualquier caso, no existe una prescripción para ello en la teoría cuántica; hay que añadirlo «a mano».

En lo que parece una interpretación más económica, propuesta por primera vez por el físico Hugh Everett III en 1957, no hay ningún colapso. En cambio, todos los resultados posibles se realizan, pero ocurren en universos diferentes, que se «dividen» cuando se realiza una medición. Esta es la interpretación de muchos mundos (MWI) de la mecánica cuántica. Sólo vemos un resultado, porque nosotros mismos nos dividimos también, y cada copia sólo puede percibir eventos en un mundo.

Es un testimonio de la confusión de los científicos sobre la navaja de Occam que ha sido invocada tanto para defender como para atacar la MWI. Algunos consideran que esta incesante y desconcertante proliferación de universos es la antítesis del principio de economía de Guillermo de Ockham. «En lo que respecta a la economía del pensamiento… nunca hubo nada en la historia del pensamiento tan rotundamente contrario a la regla de Ockham como los muchos mundos de Everett», escribe el teórico cuántico Roland Omnès en La interpretación de la mecánica cuántica. Otros que están a favor de la MWI rechazan estas críticas diciendo que, de todas formas, la navaja de Occam nunca fue un criterio vinculante. Y otros defensores, como Sean Carroll, cosmólogo del Instituto Tecnológico de California, señalan que la navaja de Occam sólo se aplica a los supuestos de una teoría, no a las predicciones. Dado que la Interpretación de Muchos Mundos da cuenta de todas las observaciones sin el supuesto añadido del colapso de la función de onda, dice Carroll, la MWI es preferible -según la navaja de Occam- a las alternativas.

Pero todo esto no es más que un alegato especial. La navaja de Occam nunca fue concebida para reducir la naturaleza a un hermoso y parsimonioso núcleo de verdad. Dado que la ciencia es tan difícil y desordenada, el atractivo de una herramienta filosófica para despejar el camino o podar los matorrales es obvio. En su disposición a encontrar aplicaciones espurias de la navaja de Occam en la historia de la ciencia, o a alistar, descartar o remodelar la navaja a voluntad para apuntalar sus preferencias, los científicos revelan su seducción por esta visión.

Pero deberían resistirse a ella. El valor de mantener los supuestos al mínimo es cognitivo, no ontológico: ayuda a pensar. Una teoría no es «mejor» si es más simple -pero bien podría ser más útil, y eso cuenta mucho más.