En el año 1905, Albert Einstein publicaba la teoría de la relatividad especial y otros artículos esenciales en su labor científica. Aquellos hitos modificaron nuestra concepción del mundo y nos siguen interrogando como un acto estético, de belleza perfecta
Hay dos grandes conceptos relacionados con la interpretación científica de lo real: lo bello y lo inteligible
La relatividad general no era necesaria, es decir, no había nada experimental ni teórico que la demandara
JORGE WAGENSBERG -
LA VANGUARDIA 02/03/2005
En el rótulo luminoso que anuncia el tránsito de la física clásica a la física moderna dice: Albert Einstein, 1905. De sus cuatro artículos publicados ese año despegan, entre otras cosas, las dos teorías fundamentales que hoy comprenden cualquier rincón de la realidad, la relatividad y la cuántica. Pero no sólo eso. En ellos asoma también toda una manera de concebir el mundo que hoy, cien años después, impregna el trabajo y los sueños de todos los que se dedican a pensar la física.
¿Cómo orientar la mente frente a una gran teoría? La realidad tiene siempre la última palabra.Aveces incluso la primera. Es verdad, pero el criterio profundo que guía la mente no parte siempre de la experiencia. La realidad puede ser compatible con ideas muy distintas. ¿Con la intuición? También es muy importante pero, en general, es donde una teoría revolucionaria encuentra, justamente, su mayor resistencia. La mente que piensa la esencia profunda de la realidad, y muy especialmente la de Albert Einstein, se orienta por algo que bien podría llamarse criterio estético.
Hay dos grandes conceptos relacionados con la realidad: lo bello y lo inteligible. Y la clave de ambos está en un concepto común: la simetría.En la naturaleza hay simetría: existen pautas que se repiten en el espacio y en el tiempo. Podría no ser así. Pero lo es. En un mundo sin simetría no hay sujetos ni objetos de conocimiento. Simetría es la parte del cambio que no cambia. Simetría es lo común entre lo diverso. Simetría es lo que se ve igual desde distintos puntos de vista. Simetría es lo que cualquier observador percibe independientemente de sus especiales condiciones. La simetría está reñida con los observadores de privilegio.Ambos conceptos, lo bello y lo inteligible, se alimentan de simetría. El gozo por lo inteligible y el gozo por lo bello son dos intensas sensaciones que se dan con el descubrimiento de una esencia compacta perdida en una maraña de matices. Pues bien, ante una gran teoría de la física la mente se apoya en principios de simetría. Se trata de una creencia: el secreto de la parte del cambio que cambia está en la parte del cambio que no cambia. Creer en principios de simetría es tener fe, si, pero se trata de una fe estética, una fe en la belleza intrínseca de la realidad.
Un importante principio de simetría es el que destierra a los observadores de privilegio. Cada vez que se aplica este principio, el conocimiento da un salto significativo. Se practica tácita o explícitamente desde mucho antes de Einstein: Copérnico expulsa a la Tierra del centro del universo, Galileo y Newton expulsan al observador del centro de la mecánica, Darwin expulsa al ser humano del centro de la evolución, Freud expulsa al consciente del centro de la consciencia, Einstein expulsa al observador no acelerado del centro de la física en la relatividad especial y a cualquier observador central en la relatividad general.
Otro potente principio de simetría parte de la idea de que diferentes conocimientos son diferentes expresiones de una misma esencia común. Como dice Steven Weinberg, si esto es reduccionismo,entonces ¡tres hurras al reduccionismo! Newton, con la ayuda de Galileo, se inventa la física integrando los conocimientos dispersos de su época. Por simetrías. Lo mismo hace luego Maxwell con su formulación del electromagnetismo. Por simetrías. Y llega el año 1905. Lo apuntaba recientemente en unas páginas próximas a éstas: en aquella época la física era un paisaje formado por tres islas mal conectadas: la mecánica (el movimiento de los cuerpos), la termodinámica (calor, temperatura) y el electromagnetismo de Maxwell. La asimetría es insoportable y cada uno de los artículos de 1905 tiende un puente indestructible entre dos de tales islas. El caso más bello de cómo se propaga el criterio estético después de Einstein lo protagoniza el príncipe Louis De Broglie. Del trabajo del efecto fotoeléctrico de Einstein (1905), se acabaría por concluir que a toda onda se le puede asociar un corpúsculo. Es sin duda el primer ladrillo de la mecánica cuántica. Pero en 1924, el joven físico Louis De Broglie, haciendo de Einstein y para regocijo de Einstein, propone la idea simétrica: a toda partícula se le puede asociar una onda. La dualidad onda-corpúsculo está servida y la Mecánica Cuántica despega hasta convertirse en el sólido edificio que es hoy en día. Por simetrías. La Relatividad General ya hervía en la mente de Einstein, ocho años antes de su publicación en 1915, en forma de un principio de simetría: "Todo observador puede proclamar que se encuentra inmóvil y que es el resto del mundo que se mueve respecto de él."
Razón y razones
O sea que hoy, después de Copérnico, Newton y Einstein ya podemos devolverle la razón a Ptolomeo, es decir, nadie puede llamar ignorante a un ciudadano por asegurar que el sol gira a su alrededor (mientras éste reconozca, claro, que lo mismo le sucede a cualquier otro observador). La interpretación de Einstein de la gravitación cabe en un aforismod e bella simetría, extraido de comentarios de John Wheeler: "Los cuerpos agarran al espacio para decirle como debe distorsionarse y el espacio agarra a los cuerpos para decirles cómo deben moverse.".
La relatividad general no era necesaria, es decir, no había nada experimental ni teórico que la demandara. La idea apareció, sencillamente por simetría y creció hasta una construcción de una belleza sencillamente perfecta. Los físicos atribuyen tal belleza a una sensación de inevitabilidad, de que no se puede cambiar ni una coma sin que todo el conjunto se venga abajo. La teoría fue aceptada tan pronto, antes incluso de las primeras comprobaciones experimentales, por eso, por bella, por perfecta. ¿Cuánto más hubiera tardado en aparecer la relatividad general (y con ella, toda la cosmología teórica) si Einstein no llega a inquietarse por una insatisfacción estética? Mucho. A diferencia de otras contribuciones cruciales de Einstein, en este caso se hubiera tardado mucho.
Einstein persiguió durante los últimos treinta años de su vida la llamada teoría del campo unificado: la unificación de la relatividad general y con el electromagnetismo de Maxwell. Es un sueño ¡por simetrías! cuyos primeros avances se han dado después de su muerte. Y ahora ¿qué está ocurriendo ahora? Lo recordábamos en la segunda frase de estas notas, la relatividad general y la mecánica cuántica son hoy dos teorías solidísimas verificadas hasta límites impresionantes con rigurosísimas pruebas. En ambas grandes construcciones descansa hoy nuestra comprensión del mundo.Ambas parecen cubrir la compresión de todo lo que desearíamos comprender: lo que ocurre en los escenarios muy pequeños y lo que ocurre en los escenarios muy grandes. Siguiendo el hilo de la progresiva unificación de disciplinas en física, lo que tocaría ahora es buscar una teoría que abrazase a las dos. ¿Por qué no va a existir una gran teoría de la cual deducir cualquier otra, algo que bien podríamos llamar teoría final? La creencia más general es que tal teoría existe. Es como mirar los meridianos desde una región del planeta y concluir que convergen en un presunto Polo.¿Cómo orientarnos para alcanzarlo? Por simetrías. Pero resulta que relatividad y cuántica son incluso incompatibles en su actual formulación.
Las llamadas teorías de las supercuerdas son hoy, ante el escepticismo de unos y el entusiasmo de otros, la mayor esperanza. Einstein dijo una vez: "Es un sentimiento maravilloso descubrir las características unificadoras de un complejo de fenómenos diversos que parecen totalmente desconectados en la experiencia directa de los sentidos."
¿Saben cuando lo dijo? ¡En 1901! |