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La física ha muerto: viva la física
Por Leon M. Lederman Para La Nación
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AURORA, Illinois.- CUANDO el comunismo se desmoronó, se habló del "fin de la historia". De manera similar, hoy algunos hablan del "fin de la física". Afirman que todas las cuestiones fundamentales han sido comprendidas y todos los grandes interrogantes han tenido respuesta. Otros insinúan que, aunque quedaran pendientes algunos temas fundamentales, en el fondo son abstracciones totalmente ajenas a las aspiraciones del hombre. ¿Hay, entonces, algún problema candente que abordar, o los físicos deberían aceptar con elegancia el fin de su ciencia?
Las dudas al respecto no constituyen una novedad. En 1890, envalentonadas por siglos de aplicaciones exitosas de la mecánica newtoniana y el electromagnetismo de Faraday y Maxwell, voces eminentes proclamaron que la física tocaba a su fin. Sin embargo, la década siguiente echó por tierra esa euforia. La radiactividad, los rayos X y el descubrimiento del electrón abrieron un mundo nuevo. Poco después, nuestra disciplina se remontó a nuevas alturas, al desarrollar los dos pilares revolucionarios de la física del siglo XX: la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad, otro aporte decisivo de Einstein a la ciencia moderna.
La soberbia humana, ¿se verá humillada una vez más? Para captar hacia dónde podría encaminarse la física, hay que saber hasta dónde ha llegado. Surgió en el siglo XVI como un conjunto de leyes basadas en las matemáticas, mediante las cuales el hombre pudo comprender el mundo inanimado. Los misterios que habían confundido a los antiguos dieron paso a un conjunto de principios, cada vez más conciso, que permitió explicar, en forma cuantitativa, el vuelo de los proyectiles, la caída de una manzana, la órbita lunar y las trayectorias de los planetas.
La física dotó de precisión a las definiciones del espacio, el tiempo, la materia y la energía. Fenómenos complejos como los eclipses, los cometas, las mareas, las propiedades de la materia (por ejemplo, sólidos, líquidos y gases), la estabilidad de las estructuras (puentes, torres, buques, etcétera), el comportamiento de la luz, los procesos en que intervienen flujos de calor, la temperatura, los colores del arco iris y los más sutiles que emiten las sustancias calentadas, las descargas eléctricas y el magnetismo, la gravitación y la radiactividad, todos ellos se organizaron en un puñado de leyes de la física.
El siglo XX trajo una profunda comprensión de las propiedades del mundo físico, que los físicos daban por "comprendido". Su ciencia lo abarcó todo: estrellas y galaxias, la evolución del universo y entidades biológicas como las proteínas, las células y los genes.
Con semejante récord de adelantos, ¿qué le queda por alcanzar? Permítanme centrarme en unas pocas áreas donde podría haber avances importantes en las décadas venideras.
En física de partículas y en cosmología, estamos en vísperas de resolver problemas que han tenido perpleja a la ciencia desde la Antigüedad. ¿Cuáles son los bloques elementales de materia? ¿Cómo funciona el universo? Ambicionamos hallar una respuesta tan simple y elegante, que pueda estamparse fácilmente en una camiseta. Hasta ahora, solo hemos obtenido un resumen convincente, pero imperfecto: el llamado "modelo estándar", que reduce toda realidad a una docena de partículas y cuatro fuerzas básicas que actúan en la naturaleza.
Comienzos del universo
¿Por qué es imperfecto este modelo? Salta a la vista un defecto estético: su excesiva complejidad. No explica por qué hay tantas partículas fundamentales, ni por qué difieren tanto entre sí. Otra falla: no incluye la gravedad, una de las fuerzas fundamentales que actúan en la naturaleza. Todavía buscamos una teoría simple y exhaustiva que concilie todas estas fuerzas.
Esta búsqueda tiene especial importancia en cosmología, donde la comprensión de los comienzos del universo requiere una coexistencia pacífica de la relatividad, que es la teoría de la gravedad, y la teoría cuántica. En los momentos subsiguientes a su creación, en el Big Bang de hace 12.000 millones de años, el universo era extremadamente pequeño y denso; las leyes de la física quizá regían tan solo un tipo de partícula y una fuerza. De ahí la necesidad de unificar las teorías de la relatividad y del cuanto para comprender los momentos iniciales de la creación, cuando nacieron otras partículas y fuerzas.
Una vez entendido esto, los cosmólogos empezarán a comprender cómo se inició la expansión de este universo denso y por qué más del 90 por ciento de su masa sigue siendo "invisible" para nuestros instrumentos. Con el tiempo, empezaremos a revelar todas las características esenciales del cosmos para explicar de qué modo un solo acontecimiento, ocurrido hace miles de millones de años, creó no solo galaxias, estrellas y planetas, sino también los átomos que habrían de constituir seres vivos lo bastante complejos como para meditar sobre sus orígenes y su finalidad.
Desde luego, hay quienes consideran improbable que la física proporcione una explicación definitiva de la evolución, base de la biología y la medicina. No obstante, creo que también adquirirá mayor importancia la aplicación de los principios de la física a la química y, en especial, a la biología. A medida que esta última se vaya transformando en una ciencia dura cuantitativa, la física -en sus técnicas, leyes básicas y capacidad de cálculo- influirá cada vez más sobre los biólogos.
En verdad, el papel extremo de la física podría ser unificar todos los conocimientos humanos. Edmund O. Wilson, el famoso biólogo de Harvard, habla de la final unificación de las ciencias duras, las ciencias sociales y las humanidades. Por revolucionaria que parezca tal posibilidad, aun hoy podemos vislumbrarla a través del puente de la conciencia humana, porque al parecer el cerebro se rige por las leyes de la física y estas bien podrían admitir el análisis lógico utilizando las probabilidades de la ciencia cuántica y la complejidad de la teoría del caos.
Este conocimiento, ¿nos robará la emoción, el amor, la música, la poesía, el arte? ¿O esta unión científica enriquecerá las excelsas glorias del espíritu humano? ¿Debemos temer, como Keats, "destejer el arco iris"? El gran físico teórico Richard Feynman ha propuesto una respuesta simple, pero elocuente: "¿Acaso nuestra comprensión de los mecanismos de la actividad estelar disminuye, en modo alguno, nuestra apreciación de la espléndida belleza del cielo nocturno?" © Project Syndicate y La Nación (Traducción de Zoraida J. Valcárcel)
