¿SABE FÍSICA UN LEÓN?

Cuando empecé la carrera de física, una mañana escuché una reflexión brillante de un profesor sobre las dificultades que tenemos para entender la teoría cuántica.

Todos hemos disfrutado alguna vez de los fascinantes reportajes sobre el mundo animal. Una escena común en estos documentales es la de un león a la caza de una rápida gacela. Con el corazón en un puño, vemos cómo la gacela empieza a ganar distancia respecto a su depredador hasta que, finalmente, el león se detiene resignado y deja escapar a su presa.

Si nos detenemos a pensar sobre este hecho aparentemente simple, nos daremos cuenta de que, mientras el felino está en plena carrera, realiza unos cálculos nada triviales. Calcula su propia velocidad y la de la gacela, computa la resta vectorial entre ambas y, cuando se da cuenta de que el módulo —es decir, la distancia entre depredador y presa— aumenta, entonces se da por vencido y se detiene a reservar fuerzas para una caza más asequible.

No obstante, cualquier estudiante de física de bachillerato tendría dificultades para plasmar sobre el papel estos cálculos.

Y aquí surge la pregunta: ¿acaso los leones son expertos en física?

La respuesta es que sí. Los leones, igual que los demás animales —incluidos los humanos—, han desarrollado a lo largo de su evolución un modo intuitivo de utilizar la física en el día a día. Sin ella, tampoco nosotros sobreviviríamos en la jungla de asfalto.

Lo que denominamos física clásica surgió de nuestra observación cotidiana del mundo que nos rodea. Podíamos prever los ciclos lunares a partir de la observación del cielo, o definir la trayectoria de un tiro parabólico al analizar lo que ocurría tras lanzar flechas y piedras.

Sin embargo, cuando nos adentramos en el mundo de la física moderna, nos alejamos de la experiencia ordinaria del ser humano. Es lógico que nos cueste entender lo que sucede si nos movemos a velocidades cercanas a la de la luz, cuando lo más rápido que se pudo llegar a principios del siglo XX era a unos 100 kilómetros por hora.

¿Cómo vamos a comprender intuitivamente el principio de incertidumbre de un electrón, si nuestros ojos no han evolucionado para percibir esta diminuta partícula?

La mecánica cuántica trata de fenómenos que están fuera del rango ordinario de la experiencia humana, alejados de nuestra visión intuitiva de la realidad.

Hasta ahora nunca la hemos necesitado para sobrevivir.

  

¿QUÉ ES LA FÍSICA CUÁNTICA?

Desde la noche de los tiempos, el ser humano ha sentido la necesidad de comprender el universo. La cúspide de esta búsqueda, en el campo de la física actual, se organiza en torno a dos grandes teorías que acabamos de mencionar: la cuántica y la relatividad.

Mientras la relatividad nos describe el mundo macroscópico y los movimientos de las galaxias, la teoría cuántica nos desvela la enigmática conducta de los átomos y sus diminutos constituyentes, los ladrillos que forman todo aquello que nos rodea… e incluso a nosotros mismos.

Cuando a inicios del siglo XX la comunidad científica empezó a adentrarse en el mundo de la cuántica, descubrió que estas partículas diminutas jugaban con unas reglas muy distintas a las que estamos acostumbrados a ver en nuestro día a día. A menudo hacen cosas que nos parecen imposibles: una partícula puede aparecer de la nada, estar en dos sitios al mismo tiempo, comportarse como onda o corpúsculo dependiendo de cómo se la mire, atravesar paredes, compartir conexiones fantasmales (en palabras del propio Einstein) a pesar de estar separadas, y muchas otras aparentes extravagancias.

Los físicos de hace un siglo tenían una visión ordenada del cosmos, como si fuera un preciso mecanismo de relojería. Por eso, al adentrarse en este enigmático mundo de partículas diminutas, entraron en crisis y se preguntaron: «¿Cómo puede el universo comportarse de un modo tan alocado y caótico?».

La nueva física les invitaba a desafiar sus creencias y a reformularse preguntas de gran belleza intelectual: ¿Existe una realidad única y objetiva? ¿Está la Luna ahí arriba cuando no la miramos? A Einstein le gustaba pensar que sí. ¿Seguimos un guión determinado en nuestra existencia o lo escribimos a medida que vamos viviendo?

Pese a que la física cuántica sigue inquietando a quien pretenda comprenderla racionalmente, su radio de acción supera el abstracto y alejado terreno de las ideas.

Podríamos caer en el error de pensar que esta ciencia es de dudosa credibilidad y está basada sólo en especulaciones. Pero lo cierto es que la teoría cuántica es la más precisa que jamás haya manejado la ciencia. No se conoce, hasta la fecha, ningún experimento que la desmienta ni predicción fallida alguna.

De hecho, esta ciencia ha pasado a formar parte de nuestro día a día. Más de un tercio de nuestra economía depende actualmente de la física cuántica y lo que conocemos de ella. Al calentar por la mañana el vaso de leche en el microondas, cuando se nos abren automáticamente las puertas del supermercado, al utilizar la televisión, el ordenador, el teléfono móvil, los lectores láser, etcétera, usamos tecnología cuántica, aunque no seamos conscientes de ello.

Ante la teoría cuántica tenemos dos opciones:

1. «Calcula y calla» para obtener toda clase de avances tecnológicos.

2. Atreverse a interpretar lo que el universo y la materia nos está intentando decir.

 Si optamos por la primera no viviremos la confusión inquietante en la que desemboca la física cuántica y sus paradojas. Pero si queremos ir más allá de las ecuaciones para sumergirnos en los provocadores misterios del mundo cuántico, cruzaremos las fronteras de la física para adentrarnos en el territorio de la filosofía, incluyendo la metafísica —etimológicamente: más allá de la física.

En este libro vamos a viajar juntos por un campo lleno de respuestas inquietantes que nos llevan a preguntas aún más inquietantes.

Sobre esto, cuenta una anécdota que un estudiante se atrevió a preguntar al premio Nobel Richard Feynman: «¿Qué es realmente la función de onda cuántica?». El profesor se limitó a responder: «Chis, antes cierra la puerta».

  

ENTONCES… ¿QUÉ NO ES FÍSICA CUÁNTICA?

La atractiva interpretación del universo que nos brinda la física cuántica se utiliza a menudo para explicar todo tipo de fenómenos paranormales y pseudocientíficos, algo muy común en los últimos años.

En algunos casos puede no haber afán de engañar, pero sí hay una confusión de los límites en los que la ciencia tiene validez. A veces se utiliza la etiqueta «cuántica» para terapias alternativas y técnicas energéticas que pueden o no funcionar —no entraremos a juzgarlo—, pero que son totalmente ajenas a lo que se estudia en una facultad de física, y nada tienen que ver con la teoría cuántica. En otros casos, hay una deliberada mala intención al utilizar la credibilidad de la ciencia para lucrarse a través de cursos engañosos que fomentan la irracionalidad y la superstición, dos fantasmas contra los que la ciencia ha estado luchando desde sus inicios.

Eso no significa que debamos otorgar la verdad absoluta a los científicos, como sucedió en la Edad Media con los sacerdotes. Al igual que la mayoría censura el fanatismo religioso, el cientifismo a ultranza pasa por alto que la física sólo puede describir una parte muy pequeña de la realidad. Colocar al científico en el altar del conocimiento absoluto es invitarle a jugar el rol de los nuevos sacerdotes, algo que definitivamente no es su labor. Encontrar el equilibrio entre el escepticismo que nos permite discernir y la flexibilidad que nos invita a abrir nuevas puertas es una tarea nada sencilla, pero es un esfuerzo que, sin duda, merece la pena.

EL HOYO Y EL AGUA

Cuentan que a san Agustín le gustaba pasear de buena mañana por la playa y sumirse en sus reflexiones. En uno de esos paseos, el místico le daba vueltas al misterio de la Trinidad. Inmerso en sus cavilaciones, recorría la orilla una vez tras otra en su intento fallido de comprender racionalmente cómo tres personas pueden formar un único dios. Una paradoja que no conseguía resolver.

Perdido en sus pensamientos, observó distraídamente a un chiquillo que jugaba en la arena. El niño excavó un pequeño agujero. Acto seguido, corrió hacia el mar con una concha marina, recogió con ella toda el agua que pudo y volvió rápidamente para verterla en el agujero. Repitió aquella operación varias veces, hasta que san Agustín, acercándose a él, le preguntó:

—¿Qué haces, niño?

—Quiero meter el océano en mi hoyo —le respondió sonriente el pequeño.

San Agustín aleccionó al chico con un tono paternal:

—Lo que pretendes hacer es imposible.

—Pues es exactamente lo que estás intentando tú —le dijo para su sorpresa el niño—: meter en tu mente finita los misterios de Dios.

Esta fábula describe muy bien la tendencia humana de relacionar la física con la mística, la nueva ciencia con las antiguas enseñanzas orientales. Sin embargo, afirmar que la física cuántica demuestra la existencia de Dios o los preceptos de los maestros orientales es como intentar meter el océano en un hoyo de la playa.

La física cuántica sólo abarca un trozo minúsculo de la realidad que conocemos. Por eso, fundamentar el misticismo en una ciencia que aún está en pañales no es sólo una equivocación, sino una tergiversación tanto de la cuántica como de la espiritualidad.

No es tarea de la física meterse en estos berenjenales.

En palabras del astrofísico británico A. S. Eddington: «Hay que desconfiar de cualquier intento de reducir a Dios a un conjunto de ecuaciones diferenciales. Este fiasco debe ser evitado a cualquier precio».

Espiritualidad y ciencia no son incompatibles, es más, ambas pueden ser aproximaciones complementarias para comprender nuestro cosmos. Pero afirmar que una se deriva de la otra es, a mi juicio, un sinsentido.

Algunos de los padres de la física cuántica, como Einstein, Eddington, Schrödinger o Bohr, sin embargo, fueron personas con grandes inquietudes espirituales. ¿Por qué motivo? Quizá la imposibilidad de hallar respuesta a todo lo que se preguntaban fue lo que empujó a estos grandes científicos a ir más allá de la física.

LAS SOMBRAS DE LA CAVERNA

En un mito contenido en su diálogo La República, Platón describe a unos hombres que desde niños han sido encadenados en el fondo de una cueva, de espaldas a la entrada. Forzados a estar de cara a la pared, lo único que pueden ver son las sombras de animales y objetos que pasan delante de una gran hoguera.

Para ellos, aquellas sombras son los objetos reales, cuando de hecho sólo representan un reflejo limitado de ellos.

Del mismo modo, la luz de la física no explica la realidad última de nuestro mundo, sino que sólo nos ofrece algunos símbolos y sombras. La gran diferencia entre la física mecanicista y la moderna es que antes creíamos que la ciencia explicaba la realidad última y objetiva del mundo físico. Con la cuántica, nos hemos visto forzados a reconocer que nos movemos en un mundo de sombras.

De todos modos, el vasto océano por conocer no debe desanimar a los navegantes intrépidos. Aunque sólo podamos entender ese hoyo excavado en la arena, es lícito y saludable interrogarnos sobre la inmensidad.

Este libro es una invitación a navegar por los confines de la realidad y del conocimiento humano para ampliar nuestros propios horizontes mentales.

Como decía Richard Feynman, «No tomen todo esto de manera solemne… ¡Relájense y disfruten! Simplemente, vamos a hablar sobre el comportamiento de la naturaleza (…) Si se preguntan: "¿Cómo puede ser así?", entrarán en un callejón sin salida del que nadie ha logrado escapar hasta ahora. Nadie sabe cómo la naturaleza puede comportarse de este modo… ¡NADIE "entiende" la mecánica cuántica!».

Sonia Fernández Vidal, Desayuno con Partículas