¿Por qué realmente no sabes lo que sabes?

A menudo sobreestimamos nuestra capacidad para explicar cosas que creemos saber. ¿Necesitas pruebas? Pídele a alguien que dibuje una bicicleta. Los resultados, como estos creados por el personal de MIT Technology Review, no siempre se parecen a la realidad.

En julio, Joseph Giaime, profesor de física en la Universidad Estatal de Luisiana y Caltech, me hizo un recorrido por uno de los experimentos científicos más complejos del mundo. Lo hizo a través de Zoom en su iPad. Me mostró una sala de control de LIGO , una gran colaboración de física con sede en Luisiana y el estado de Washington. En 2015, LIGO fue el primer proyecto en detectar ondas gravitacionales , creado por la colisión de dos agujeros negros a 1.300 millones de años luz de distancia.

Alrededor de 30 monitores grandes mostraron varios aspectos del estado de LIGO. El sistema monitorea decenas de miles de canales de datos en tiempo real. Las pantallas de video mostraban la dispersión de la luz de la óptica y los gráficos de datos mostraban las vibraciones de los instrumentos de la actividad sísmica y el movimiento humano.

Esta historia fue parte de nuestra edición de noviembre de 2020

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Estaba visitando esta complicada operación, en la que trabajan juntos cientos de especialistas en subcampos científicos discretos, para tratar de responder una pregunta aparentemente simple: ¿Qué significa realmente saber algo? ¿Qué tan bien podemos entender el mundo cuando gran parte de nuestro conocimiento se basa en evidencias y argumentos proporcionados por otros?

La pregunta importa no solo a los científicos. Muchos otros campos se están volviendo más complejos y tenemos acceso a mucha más información y opiniones informadas que nunca. Sin embargo, al mismo tiempo, la creciente polarización política y la desinformación hacen que sea difícil saber en quién o en qué confiar. Los avances médicos, el discurso político, la práctica de gestión y gran parte de la vida cotidiana dependen de cómo evaluamos y distribuimos el conocimiento.

Exageramos enormemente la capacidad del individuo para acumular conocimientos y subestimamos el papel de la sociedad en su posesión. Es posible que sepa que el combustible diesel es malo para los motores de gas y que las plantas usan la fotosíntesis, pero ¿puede definir el diesel o explicar la fotosíntesis, y mucho menos probar que ocurre la fotosíntesis? El conocimiento, como llegué a reconocer mientras investigaba para este artículo, depende tanto de la confianza y las relaciones como de los libros de texto y las observaciones.

Hace treinta y cinco años, el filósofo John Hardwig publicó un papel en lo que llamó dependencia epistémica, nuestra confianza en el conocimiento de los demás. El documento, muy citado en algunos círculos académicos pero en gran parte desconocido en otros lugares, solo crece en relevancia a medida que la sociedad y el conocimiento se vuelven más complejos.

Una definición común de conocimiento es creencia verdadera justificada: hechos que puede respaldar con datos y lógica. Sin embargo, como individuos, rara vez tenemos el tiempo o las habilidades para justificar nuestras propias creencias. Entonces, ¿qué queremos decir realmente cuando decimos que sabemos algo? Hardwig planteó un dilema: o gran parte de nuestro conocimiento puede estar en manos de un colectivo, no de un individuo, o los individuos pueden saber cosas que realmente no entienden. (Eligió la segunda opción.)

Es posible que sepa que el combustible diesel es malo para los motores de gas y que las plantas usan la fotosíntesis, pero ¿puede definir el diesel o explicar la fotosíntesis, y mucho menos probar que ocurre la fotosíntesis?

Esto podría parecer una pregunta filosófica abstracta. Al final del día, sea lo que sea que signifique saber, está claro que dependemos de otras personas para ello. Si la pregunta fundamental es '¿Quién tiene el conocimiento?', nada depende de eso. Y realmente no me importa, dice steven sloman , científico cognitivo de la Universidad de Brown y coautor de La ilusión del conocimiento .

Pero, continúa, si la pregunta es '¿Cómo se justifica afirmar que sabemos cosas?' y '¿En quién debemos confiar?', entonces el asunto es urgente. El retracción en junio de dos artículos sobre covid-19 en The Lancet y New England Journal of Medicine, luego de que los investigadores confiaran demasiado en un colaborador deshonesto, es un ejemplo de lo que sucede cuando se maneja mal la dependencia epistémica. Y el auge de la desinformación sobre temas como las vacunas, el cambio climático y el covid-19 es un ataque directo a la dependencia epistémica, sin la cual ni la ciencia ni la sociedad en su conjunto pueden funcionar.

Para comprender mejor la dependencia epistémica, miré un caso extremo: LIGO. Quería entender cómo los físicos que trabajan allí saben que esos dos agujeros negros chocaron a varias galaxias de distancia, y qué significa que cualquiera de nosotros sepa algo.

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Como cuenta Giaime, la historia de LIGO comienza con Albert Einstein. Hace un siglo, Einstein teorizó que la gravedad es una deformación del continuo espacio-tiempo y argumentó que las masas en movimiento envían ondas a la velocidad de la luz. Pero las esperanzas de detectar tales ondas permanecieron débiles durante décadas, porque serían demasiado pequeñas para medirlas.

LIGO utiliza interferometría láser, basada en un diseño que el físico del MIT Rainer Weiss publicó en 1972. Un interferómetro, visto desde arriba, parece una L mayúscula, con dos brazos en ángulo recto. Un láser inyectado en el codo de la L se divide en dos, se refleja en un espejo al final de cada brazo y se recombina de tal manera que los picos y valles de las ondas de luz se anulan entre sí.

Dependencia epistémica: el caso de LIGO
El Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO) se basa en un diseño publicado por el físico del MIT Rainer Weiss en 1972. Se inyecta un láser en el codo de la L, se divide en dos y rebota en los espejos al final de cada recorrido de 4 kilómetros. - brazo largo. Cuando se recombinan, los picos y valles de las ondas de luz se anulan entre sí. La teoría era que las ondas de gravedad, si existieran, harían que las ondas se desincronizaran.

Weiss sabía que cuando pasaba una onda de gravedad, estiraba el espacio en la dirección de un brazo mientras lo contraía en la dirección del otro. Como resultado, las distancias recorridas por los rayos láser cambiarían y las ondas no se cancelarían entre sí. El detector de luz vería entonces un patrón de onda claro. Después de décadas de construcción y más de mil millones de dólares, eso es lo que LIGO, el Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser, ha detectado oficialmente casi una docena de veces desde 2015.

La sensibilidad del instrumento es difícil de comprender. Cada brazo tiene cuatro kilómetros de largo. Sobre esa distancia, LIGO puede detectar cambios tan pequeños como una diezmilésima parte del diámetro de un protón. Cuanta más física e ingeniería sepas, me dijo Giaime, más loco suena.

Eso es más pequeño que la sacudida aleatoria en las moléculas del espejo, por lo que se utilizan varios trucos para reducir el ruido. La luz viaja por el túnel a través del vacío. El láser es potente, por lo que el rayo contiene una gran cantidad de fotones, lo que les permite promediar cualquier ruido. Los espejos cuelgan de hilos de vidrio para amortiguar pasivamente cualquier vibración. Y cada suspensión de espejo está montada en una plataforma que silencia activamente las vibraciones mediante la retroalimentación de sismómetros y sensores de movimiento, como extravagantes auriculares con cancelación de ruido. El sistema también tiene en cuenta la interferencia medida de los campos magnéticos, el clima, la red eléctrica e incluso los rayos cósmicos.

Aún así, con un solo detector, puede estar seguro de que cualquier señal proviene del espacio. Si dos detectores reciben la misma señal casi al mismo tiempo, la confianza aumenta exponencialmente. También puede comenzar a localizar la fuente en el cielo. Por eso hay dos estaciones LIGO, en Luisiana y Washington, además de otros observatorios de ondas gravitacionales: Virgo, en Italia, y GEO600, en Alemania, con otro en construcción en Japón.

Como puede imaginar, LIGO requiere un gran equipo con diferentes habilidades. La división del trabajo en la ciencia —como en la industria— se ha vuelto cada vez más fina. Un libro de 1786 sobre física experimental. cubierto astronomía, geología, zoología, medicina y botánica. Un lector podría dominar la mayor parte del conocimiento humano en todas esas áreas. Ahora son cada uno sus propios campos, cada uno de los cuales ha brotado subcampos. La pericia enciclopédica se ha vuelto insostenible.

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Una búsqueda de 40 años para demostrar que Einstein tenía razón En 1967, como ejercicio de clase, a Rainer Weiss se le ocurrió una idea para detectar ondas gravitacionales. El otoño pasado, funcionó.

Lograr cualquier cosa fuera de un campo limitado requiere que los científicos compartan habilidades. Las colaboraciones han crecido a medida que las nuevas tecnologías, como Internet, facilitan la comunicación. De 1990 a 2010, el promedio de coautores de un artículo científico aumentado de 3.2 a 5.6. Un artículo de 2015 sobre la masa del bosón de Higgs contaba con más de 5.000 autores. Incluso los autores solitarios no trabajan solos: citan el trabajo de otros que a menudo ni siquiera han leído, según Sloman: Estamos confiando en que el resumen es en realidad un resumen de lo que está en el artículo.

El papel El anuncio de la primera detección de ondas gravitacionales de LIGO, publicado en 2016, tuvo más de 1000 autores. ¿Todos ellos entienden completamente cada aspecto de lo que escribieron? Creo que mucha gente ha entendido la mayor parte de esto a un nivel muy alto, david reitze , un físico de Caltech y director ejecutivo de LIGO, dijo sobre los hallazgos del equipo. Pero la cuestión práctica de ¿Cómo sabes que este complejo detector que tiene cientos de miles de componentes y canales de datos y electrónicos se está comportando correctamente y realmente mide lo que crees que estamos midiendo? En ese caso, dijo, cientos de personas, como equipo, tienen que preocuparse por eso.

Le pregunté a Reitze si tendría problemas para explicar algún aspecto del documento de 2016. Ciertamente, hay partes de ese documento que no siento que tenga suficiente conocimiento detallado para reproducir, dijo, por ejemplo, el trabajo computacional del equipo comparando sus datos con predicciones teóricas y determinando las masas y velocidades de los agujeros negros.

Giaime, el jefe de la operación de Livingston, supone que menos de la mitad de los coautores del artículo alguna vez pusieron un pie en uno de los sitios del observatorio, porque su función no lo requería. Para justificar los resultados del observatorio, señaló, una persona necesitaría comprender aspectos de física, astronomía, electrónica e ingeniería mecánica. ¿Hay alguien que sepa todas esas cosas? él dijo. Casi tuvimos una fuga en nuestro tubo de haz debido a algo llamado corrosión inducida por microbios, que es biología, por el amor de Dios. Llega a ser un poco demasiado para que una mente no pierda de vista.

Un episodio en particular enfatiza la interdependencia del equipo. LIGO no detectó ondas gravitacionales en sus primeros ocho años de operación, y de 2010 a 2015 se apagó para realizar actualizaciones. Solo dos días después de ser reiniciado, recibió una señal que era tan hermosa que o tenía que ser un regalo maravilloso o era sospechosa, dice pedro saulson , físico de la Universidad de Syracuse, que dirigió la Colaboración Científica LIGO, el equipo internacional de científicos que utilizan LIGO y GEO600 para la investigación, de 2003 a 2007. ¿Alguien podría haber inyectado una señal falsa? Después de una investigación, concluyeron que ninguna persona entendía todo el sistema lo suficientemente bien como para llevarlo a cabo. Un truco creíble habría requerido un pequeño ejército de descontentos. Imaginar tal equipo de genios malvados, dice Saulson, se volvió risible. Entonces, todos admitieron, la señal debe ser real: dos agujeros negros chocando. Al final, dice, fue un argumento sociológico.

A menudo sobreestimamos nuestra capacidad para explicar las cosas. Se llama la ilusión de la profundidad explicativa. En un conjunto de estudios , las personas calificaron qué tan bien entendían los dispositivos y los fenómenos naturales, como cremalleras y arcoíris. Luego trataron de explicarlos. Las calificaciones cayeron precipitadamente una vez que las personas se enfrentaron a su propia ignorancia. (Para una demostración divertida, pídale a alguien que dibuje una bicicleta. Resultados a menudo no se parecen a la realidad.)

Le pregunté a Reitze si él mismo había caído presa de la ilusión. Señaló que LIGO depende de miles de sensores y
cientos de bucles de retroalimentación que interactúan para dar cuenta del ruido ambiental. Pensó que los entendía bastante bien, hasta que se preparó para explicarlos en una charla. Siguió una sesión intensiva sobre la teoría del control dinámico, las matemáticas de la gestión de sistemas que cambian.

La ilusión puede basarse en lo que Sloman, el científico cognitivo, llama comprensión contagiosa. En un conjunto de estudios dirigió, la gente lee sobre un fenómeno natural inventado, como rocas brillantes. A algunos se les dijo que los expertos entendían bien el fenómeno, a otros se les dijo que era misterioso y a otros se les dijo que se entendía pero estaba clasificado. Luego calificaron su propia comprensión. Los del primer grupo dieron calificaciones más altas que los demás, como si el solo hecho de que les fuera posible entender significara que ya lo habían hecho.

Las personas, naturalmente, ocultan más datos sobre un tema cuando creen que su pareja no era un experto en el tema. Se dividen y conquistan sin palabras, cada uno actuando como la memoria externa del otro.

Tratar el conocimiento de otros como propio no es tan tonto como parece. En 1987, el psicólogo Daniel Wegner escribió sobre un aspecto de la cognición colectiva que llamó memoria transactiva, que básicamente significa que todos sabemos cosas y también sabemos quién más sabe otras cosas. en un estudio , las parejas tenían la tarea de recordar un conjunto de hechos, como The Kaypro II es una computadora personal. Descubrió que, naturalmente, las personas ocultaban más datos sobre un tema cuando creían que su pareja no era un experto en el tema. Se dividieron y conquistaron sin palabras, cada uno actuando como la memoria externa del otro.

Otros investigadores que estudian la memoria transactiva grupos preguntados de tres para armar una radio. Algunos tríos se habían entrenado como equipo para completar la tarea, mientras que otros estaban compuestos por miembros que se habían entrenado individualmente. Los tríos que se habían entrenado como equipo demostraron una mayor memoria transactiva, incluida una mayor especialización, coordinación y confianza. A su vez, cometieron menos de la mitad de los errores durante el montaje.

Es posible que cada individuo en esos tríos no supiera cómo armar una radio tan bien como aquellos que se habían entrenado como individuos. Pero como grupo, el modo normal de operación de los humanos, su dependencia epistémica generó el éxito.

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Varias lecciones se derivan de ver su propio conocimiento como contingente en el de los demás. Tal vez la más simple es darse cuenta de que casi con certeza entiendes menos de cualquier tema de lo que piensas. Así que haz más preguntas, incluso los tontos .

Reconocer su dependencia epistémica podría incluso hacer que el debate sea más productivo. En un papel de 2013 , Sloman estudió el papel que juega la ilusión de profundidad explicativa en la polarización política. Los estadounidenses calificaron su comprensión y apoyo a las políticas relacionadas con la atención médica, los impuestos y otros temas candentes. Luego trataron de explicar las políticas. Cuanto más reducía el ejercicio su propio sentido de comprensión, menos extremas se volvían sus posiciones. No puedes tomar una posición firme en terreno inestable. Nadie entiende Obamacare, dijo Sloman, ni siquiera Obama: es demasiado largo. Es demasiado complicado. Se limitan a resumirlo con un par de eslóganes que se pierden el 99,9% del mismo.

Otra lección viene de Artículo original de Hardwig sobre la dependencia epistémica. La noción aparentemente obvia de que la racionalidad requiere pensar por uno mismo, escribió, es un ideal romántico que es completamente irreal. Si siguiéramos ese ideal, escribió, solo mantendríamos creencias relativamente crudas y desinformadas a las que habíamos llegado por nuestra cuenta. En lugar de pensar por sí mismo, sugirió, intente confiar en expertos, incluso más de lo que ya confía.

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Le pregunté a Sloman (un experto) si era una buena idea. ¡Sí! él dijo. Florida. ¿Tengo que decir algo más? (Los casos de covid-19 en Florida se dispararon en ese momento porque las personas ignoraron los consejos de los expertos sobre las medidas de protección). En realidad, por supuesto, la racionalidad requiere un equilibrio entre seguir los consejos y pensar por uno mismo. Sin al menos rascar la superficie de un problema, te enamorarás de cualquier cosa.

Para probar la veracidad de un hecho, comprobar si los expertos están de acuerdo con él. Gabriela González, física del estado de Luisiana y otra exdirectora de la Colaboración Científica LIGO, dijo que, como diabética, nunca intentaría obtener los datos de un ensayo clínico y analizarlos yo misma. Ella busca el consenso médico en las noticias sobre posibles tratamientos.

También puede hacer que un experto independiente revise las afirmaciones de otro experto. En ciencia, este es el proceso de revisión por pares. En la vida diaria, es consultar con tu tío que sabe de autos, cocina o lo que sea. Dentro de LIGO, los comités revisan cada etapa de un experimento. Pueden pedir a expertos independientes que indaguen en el código que otros han escrito, o simplemente hacer preguntas de sondeo. Los investigadores que analizan los datos combinados usan múltiples algoritmos en paralelo, cada uno escrito por diferentes personas. También ejecutan pruebas frecuentes del hardware y el software.

Otra auditoría, que usamos instintivamente en la vida cotidiana, es ver cómo las personas responden a preguntas sobre su experiencia. La superioridad dialéctica es una pista que Alvin Goldman, un filósofo de la Universidad de Rutgers, sugirió usar en un papel de 2001 Expertos titulados: ¿En cuáles debería confiar? Escribió que en un debate entre dos expertos, el que muestra relativa rapidez y suavidad, y tiene las refutaciones listas, podría considerarse el que tiene un conocimiento profundo del tema. Sin embargo, señala la debilidad de esta señal. (Tener todas las respuestas a veces es una mala señal, Sloman dijo: Creo que una señal importante es: ¿Expresan suficiente humildad? ¿Admiten lo que no saben?)

El artículo de Goldman ofreció cuatro pistas más sobre si la opinión de un experto es confiable. Son la aprobación de otros expertos; credenciales o reputación; evidencia sobre sesgos o conflictos de intereses; y registros de seguimiento. Reconoció los problemas con los cuatro, pero sugirió que los antecedentes eran más útiles. Si estas parecen evaluaciones ad hominem en lugar de evaluaciones basadas en evidencia, dice Sloman, eso no es malo: me parece mucho más fácil evaluar la credibilidad de alguien que adquirir todo el conocimiento que ese individuo tiene. Es órdenes de magnitud más fácil. En cuanto a las credenciales formales, dijo, puede llamarme elitista si quiere, pero creo que tener un título de una institución de renombre es una señal.

Varias lecciones se derivan de ver su propio conocimiento como contingente en el conocimiento de los demás. La más simple es que es casi seguro que entiendes menos de casi cualquier tema de lo que piensas.

En última instancia, el conocimiento tiene que ver tanto con la evidencia como con la confianza. Harry Collins, un sociólogo de la Universidad de Cardiff que ha estado escribiendo sobre la comunidad de ondas gravitacionales durante décadas, enfatiza cómo las interacciones cara a cara dan forma a lo que creemos que es verdad. Recuerda a un científico ruso que visitó Glasgow para trabajar con un equipo que no pudo reproducir sus resultados. A pesar de que no tuvieron éxito durante su visita, ya no dudaron de él, por la forma en que trabajaba en el laboratorio. Por ejemplo, nunca saldría a almorzar, dijo Collins. Insistió en tomar un sándwich, cuando había venido desde Rusia y podía estar disfrutando del delicioso curry de Glasgow. Creían que nadie tan dedicado estaría inventando sus hallazgos, por lo que siguieron intentándolo y, finalmente, lograron resultados similares.

La dependencia epistémica también destaca la importancia de compartir su trabajo en progreso. Antes de los interferómetros, cuando los físicos construían detectores de ondas gravitacionales utilizando barras de aluminio vibrantes, protegían sus datos sin procesar y compartían solo listas de detecciones que pensaban que habían hecho. Eventualmente, comenzaron a confiar el uno en el otro y a trabajar juntos más de cerca. Si los físicos de LIGO y otros detectores se hubieran apegado a las viejas formas, dijo Giaime, podríamos haber arruinado el descubrimiento del siglo: una colisión de estrellas de neutrones de 2017 que, a diferencia de la colisión de agujeros negros de 2015, fue también estudió por telescopios de radio, rayos gamma, rayos X y luz visible. Eso fue posible solo porque LIGO y Virgo compartieron datos, lo que les permitió identificar rápidamente dónde tuvo lugar la colisión. Sin esa cooperación, dijo Giaime, no habríamos conocido la posición del cielo del par de estrellas de neutrones con la precisión suficiente para apuntar los telescopios lo suficientemente pronto.

Por supuesto, la dependencia epistémica también tiene sus inconvenientes. Considere los costos de rotación dentro de las organizaciones. Si alguien que es una parte clave de tu proyecto se va, pierdes conocimientos colectivos y capacidades que no puedes inventar por tu cuenta.

A medida que ha cambiado la colaboración científica, también lo han hecho los premios científicos. El Premio Nobel es un anacronismo de una época anterior cuando las cosas las hacía un individuo o un pequeño número de personas, dice Weiss, quien compartió el Premio Nobel de Física en 2017 con Kip Thorne y Barry Barish por su trabajo sobre ondas gravitacionales. Me sentí incómodo al recibirlo y solo pude justificarlo diciendo que yo era un símbolo para todos nosotros.

En la oficina de Giaime al final del recorrido, señaló una placa en su pared. En 2016, el Premio Especial Avance en Física Fundamental fue otorgado a la Colaboración Científica LIGO. Un millón de dólares fue para Weiss, Thorne y otro fundador, Ronald Drever, y $2 millones se dividieron en partes iguales entre otras mil personas. Es un recuerdo de una especie de nueva era de la ciencia, dijo Giaime, donde grandes grupos pueden obtener premios juntos.

Los premios se están poniendo al día con la forma en que opera la ciencia hoy en día. Los investigadores siempre han dependido unos de otros para llenar los vacíos en el conocimiento, pero la especialización y la colaboración se han vuelto más extremas, integrando redes globales de expertos en dominios. La Colaboración Científica LIGO involucra a cientos de personas, muchas de las cuales nunca se han conocido. Utilizan herramientas y conocimientos aportados por miles de personas, quienes a su vez confían en las herramientas y conocimientos de millones de personas. Tal organización no ocurre por casualidad: requiere sofisticados sistemas técnicos y sociales, trabajando de la mano. La confianza alimenta la evidencia, alimenta la confianza, y así sucesivamente. Lo mismo se aplica a la sociedad en general. Si socavamos nuestros sistemas de evidencia y confianza que se refuerzan a sí mismos, nuestra capacidad de saber cualquier cosa y hacer cualquier cosa se derrumbará.

Y tal vez haya una lección más amplia, incluso filosófica: sabes mucho menos de lo que crees, y también mucho más. El conocimiento no se puede dividir en las costuras entre las personas. Tal vez no puedas definir la fotosíntesis, pero eres una parte integral de un ecosistema epistémico que no solo puede definirla sino examinarla en las escalas más pequeñas y manipularla para el beneficio de todos. Al final, ¿qué sabes? Sabes lo que sabemos.

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