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Esto no es un post sobre física

Captura de pantalla 2016-02-11 a las 14.12.32Hace unos días, tuvo lugar en mi universidad un workshop de jóvenes investigadores en sistemas complejos, patrocinado por la Complex System Society, la Universidad de Southampton y la Fundación Sicomoro. Uno de los temas que surgió fue el de la interdisciplinariedad y la división de la ciencia en disciplinas y sus consecuencias. Y este tema, como cualquier otro, puede plantearse desde un punto de vista científico. No es necesario inventar la pólvora porque ya existe la cienciometría (aunque este link a Wikipedia en español lo presenta un poco pobre, me parece mejor el inglés de scientometrics), pero aunque no haga falta los físicos siempre estamos dispuestos a hacerlo. Por eso traigo hoy aquí un artículo en el que un grupo de físicos (que quizá no lo sean), hacen algo que quizá sea física (o quizá no), para entender la estructura del conocimiento en física. Porque como seguro que ya sabe a estas alturas, paciente lector, yo soy físico, o quizá (ya) no, y me gusta mirarme el ombligo, aparte, como verá, de que no tengo abuela.

Empecemos por el principio: el artículo de marras. Es un trabajo titulado "A century of physics" ("Un siglo de física") que R. Sinatra, P. Deville, M. Szell, D. Wang y A.-L. Barabási publicaron en octubre pasado en Nature Physics. La pregunta que se hacen los autores para comenzar su investigación es ¿qué es la física? Dejando de lado la respuesta directa (pero interesante) del recientemente fallecido físico galés Sam Edwards, "física es lo que hacen los físicos", los investigadores recurren a algo tan de moda como el big data, utilizando la base de datos de la Web of Science (los lectores que están en instituciones de investigación españolas pueden acceder aquí, como seguramente sabrán). Analizando todos los registros de la base de datos (27 millones), encuentran 2.4 millones de artículos publicados en revistas de física, entendiendo por revistas de física aquellas que tienen la física en su título (como nombre o adjetivo). El problema es que hay muchos artículos bien conocidos entre los físicos (como por ejemplo el que abrió las puertas al estudio del caos) que no están publicados en esas revistas, por lo que los investigadores buscaron también en otras. Para ello se fijaron en las citas recibidas desde revistas de física y referencias del artículo a revistas de física; si esas referencias eran superiores a las predichas por un modelo nulo que básicamente asigna citas al azar entre todos los artículos teniendo en cuenta el año, el artículo era identificado como de física. Esto añade otros 3.2 millones de artículos a nuestro campo. Este algoritmo se validó comparando con una revista no de física, Proceedings of the National Academy of Sciences USA que la revista, que asigna campos a los artículos, identificaba como de física. El resultado fue un 92.4% de artículos de física correctamente identificados, y solo un 0.5% de los demás identificados como de física. Por tanto, parece que podemos aceptar razonablemente el resultado del análisis.

fisica de la fisica 1Figura 1. Arriba: Artículos clasificados como el núcleo ("core") de la física (azul) y como física interdisciplinar (salmón) o física publicada en revistas no de física. Abajo: test con los artículos publicados en Proc. Natl. Acad. Sci USA.

Un análisis que nos indica que la física contiene un componente mayoritario de interdisciplinariedad, lo cual me hace sentirme especialmente orgulloso (ya le avisé de que no tengo abuela). Siempre he sostenido que a mí, en la Facultad, me enseñaron a afrontar y resolver problemas con un bagaje de herramientas que viene de la física, pero que en realidad son mucho más amplias (porque detrás están las matemáticas, claro, ya hablaba Wigner de "la irrazonable efectividad de las matemáticas"). Entre esos artículos interdisciplinares, según indican los autores del trabajo, hay varios que han merecido el premio Nobel, adenás de otros que han tenido una enorme influencia en el núcleo de la física (el modelo de Hubbard o el de Hopfield, por ejemplo).

¿Qué relación hay entre la física y el resto de disciplinas científicas medidas por la Web of Science? Si en 1945 los artículos publicados en revistas de física eran un 4% del total, en 1980 se alcanzó el 10%, porcentaje que ha permanecido más o menos constante. Si incluyeramos la física interdisciplinar, estaríamos hablando de un 22% de toda la producción científica, lo que habla de la profunda relación de la física con el esfuerzo investigador en general. Ahora bien, ¿cuánto se escuchan unas disciplinas a otras? Una manera de medirlo es, de nuevo, a través de las citas. Como muestra la figura 2, en los años 50 el núcleo de la física se miraba sobre todo a sí mismo, y era observado atentamente por la física interdisciplinar, mientras que prácticamente no hay impacto de los trabajos en física fuera de la física y viceversa (pero el poco impacto es mucho mayor para la física interdisciplinar, lógicamente). En los años 90, el núcleo de la física empieza a referirse algo menos a sí mismo y algo más a la interdisciplinar, pero ésta última empieza también a ser más auto-referente, como si se estuviera creando una especie de disciplina aparte (también, siendo perversos, se podría pensar que si la gente sale de su campo es porque no es suficientemente bueno en lo que hace y tiene que pescar fuera, pero yo no soy perverso). Es pronto para decir cómo seguirá evolucionando esta relación, pero para mí no sería bueno que la física interdisciplinar se mirara demasiado el ombligo, porque correría el riesgo de desconectarse de los problemas que importan en otros campos y en los que puede ayudar.

Captura de pantalla 2016-02-11 a las 13.13.51Figura 2. Citas entre los distintos campos. Las flechas indican las citas entre campos y los números la relación entre el número de citas y el esperable de un modelo nulo aleatorio. El tamaño de los círculos corresponde al número relativo de artículos. Derecha: datos para la década 1950-60. Izauierda: 1990-2000.

Pero veamos un poco más en detalle como es la estructura de la física. Para clasificar los trabajos en subgrupos, los investigadores utilizan el esquema conocido como Physics and Astronomy Classfication Scheme (PACS), que permite encajar todos los trabajos en diez grandes disciplinas. Esto no es fácil, porque sólo algunas revistas utilizan este esquema, pero los investigadores aguzaron el ingenio y utilizaron los PACS de las referencias de los artículos para intentar asignarles un área. Esto funcionó para casi dos millones de artículos, lo que es un 40% del total, así que es una muestra importante. El resultado del análisis por subcampos se muestra en la figura 3:

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Figura 3. Citas entre los distintos subcampos de la física.

Es interesante ver cómo la física aparece dividida entre tres grandes áreas, con muy poca relación entre ellas: una que contiene electromagnetismo y física atómica, molecular y de plasmas, una segunda de física de partículas, nuclear y astrofísica, y finalmente otra de física interdisciplinar y de materia condensada. En el nexo de unión entre ellas aparece lo que los PACS denominan como física general. Es notable el grado de autoreferencia dentro de cada una de estas áreas, pero es muy destacado el caso del área de física de partículas y astrofísica. No puedo decir que me sorprenda, dado que hace ya mucho que pienso que estas disciplinas están un poco a su bola, por así decirlo, y subjetivamente a mí, como físico, me interesan bastante poco y me aportan menos. Cuando escribo esto se anuncia una rueda de prensa para hablar, posiblemente, de la detección de las ondas gravitacionales (aquí explicadas para su abuela), y la verdad, a mí, bueno, me parece que está bien (a ver, no, está muy bien, por lo que supone de confirmar por enésima vez los cálculos de la relatividad general de Einstein, tampoco exageremos), pero vamos, que no pienso conectarme a la rueda de prensa en directo. Parece, en todo caso, que el sentimiento es mutuo. Por otro lado, estas disciplinas que viven en su propio mundo dan lugar a trabajos cuya vida media (medida por el tiempo durante el cual se citan) es muy corto (lo que indica que si no se habían ido a otros campos no es porque fueran particularmente brillantes en el suyo, porque no dejan huella), dejando aparte que en la literatura sobre innovación se muestra que estas "monoculturas" normalmente acaban por extinguirse (véase por ejemplo este libro). Veremos.

Toda esta evidencia (y más que aporta el trabajo pero que omito por no extenderme) apunta en la misma dirección: la pregunta "¿Qué es la física?" no tiene una respuesta clara ni mucho menos. Y el problema es que esta pregunta se hace cada vez más, en comités de selección de personal o en evaluación de proyectos. Uno de los criterios más habituales para determinar si una investigación es en física o no era el que los resultados se recogieran en revistas de física; vemos aquí que, claramente, este criterio no es bueno. Esto apunta al absurdo de este tipo de debates, centrados en las palabras, en poner puertas al campo (científico), en poner barreras de entrada, en vez de en valorar si la investigación es de calidad o no, o si es relevante o no. Lo que está claro es que esta manera de abordar la pregunta abre muchas puertas interesantes a la investigación futura: se podría intentar comprobar cosas como la teoría de los paradigmas de Kuhn, o utilizar estos análisis para identificar futuras áreas importantes de investigación.

Para terminar, diré que me gustaría mucho ver este tipo de estudio hecho en todas las disciplinas (particularmente, me encantaría verlo en Matemáticas, área de conocimiento en la que teóricamente estoy yo como catedrático de Matemática Aplicada). Y me da a mí que a mis amigos economistas de NeG también les gustaría verlo en su área... Pero claro, el correspondiente artículo recogiendo los resultados de la investigación, ¿sería física? ¿Sería economía? ¿Existe el conjunto de los conjuntos que no se contienen a sí mismos? Madre mía...