Me estoy haciendo un experto en leer libros de física (no necesariamente en Física, claro), creo que es el cuarto en el último año. Algo positivo sí saco, cada vez un entiendo un poco más... y mucho menos.
Frank Wilczek, premio Nobel en la disciplina, nos propone un nuevo recorrido por la historia y la teoría de la Física, en este caso tomando como marco de referencia la búsqueda de la belleza en las distintas leyes. Vamos, que aparecen los sospechosos habituales en este tipo de ensayo (meditación le llama el autor), pero en esta ocasión se aproximan sus teorías como aspectos de la belleza del mundo, principalmente su simetría y unicidad, y la correspondencia entre Real e Ideal ("The Real is more compelling for being Ideal, and the Ideal is more compelling for being Real.")
Con esta disculpa, desfilan por sus páginas Pitágoras, Platón y Aristóteles, Kepler, Galileo, Newton, Maxwell, Einstein...y los físicos modernos de las partículas subnucleares, que aún no nos suenan pero quizá lo hagan con el tiempo.
El libro está muy bien escrito. El señor Wilczek hace un considerable esfuerzo por aproximar al lector mediano conceptos complicados de la Física, sobre todo, de la física moderna. Se nota aquí su experiencia tratando de explicar los temas. Incluso la estructura del libro va buscando hacer accesible la Física al lector: básicamente, tiene dos partes, una la meditación o el ensayo propiamente, y otra de notas explicando uno a uno los conceptos manejados en la meditación.
Además, se adereza con numerosos gráficos ilustrativos o conmemorativos de lo que nos explica Wilczek.
La idea clave es que el mundo es bello y también lo tiene que ser su explicación. Ello nos lo ilustra con la forma de las ecuaciones de la que llama Core Theory (o Teoría Estandar), en particular su simetría. Y ello le da pie a buscar avances científicos asumiendo sucesivas simetrías en las leyes físicas, llegando al extremo (en la actualidad) de lo que llama Supersimetría, esto es, simetría entre fuerzas y partículas. El colmo de la belleza, entiendo, sería que hubiera una sola ley común que explicara toda la fuerza y toda la materia.
Por el camino, nos detenemos en el state-of-the-art, que es la citada Core Theory, que unifica la explicación de las cuatro fuerzas básicas: gravedad, electromagnética, strong y weak. Y su funcionamiento, de cada una de ellas por separado, nos lo resume así el autor:
"Energy-momentum tells space-time how to curve. Space-time tells energy-momentum what straight is (in space-time)." (para la gravedad; para las otra, igual, pero refiriéndose al "property space" aplicable en cada caso. Este concepto de "property space", desconocido para mí hasta el momento, viene a ser como añadir metadatos a cada uno de los puntos del espacio-tiempo físico. Por ejemplo, un metadato sería la carga eléctrica, otro las cargas cromáticas de las fuerzas strong y weak, y así.
Nos explica Wilczek, en relación con este "property space", que su aparición surge de buscar simetrías locales para las distintas fuerzas identificadas. De la misma forma que la relatividad especial de Einstein supone una simetría rígida (esto es, a lo largo de todo el espacio) para la fuerza de la gravedad, la relatividad general busca una simetría local (esto es, que se produzcan distintos tipos de simetría en distintos espacios) para la misma fuerza. Generalizando el concepto, los "property spaces" pueden suponer distorsiones locales que, una vez corregidas (por ejemplo, introduciendo la existencia de una partícula concreta) se muestran como verdaderas simetrías. Así, la búsqueda de la simetria ideal hace aparecer conceptos físicos reales, que muchas veces han sido contrastados por la experiencia empírica. No sé si alguien me entiende, ni siquiera si yo mismo lo hago.
Es lo que tiene la física: cuando crees que entiendes algo, te asomas al precipicio de lo que no entiendes, y vuelves a empezar. Es más, todas las leyes físicas que tan complicadas nos resultan, solo sirven para explicar la materia normal, que ocupa, atentos, un 5% del universo. Nos queda después el 25% que supone la materia oscura, y el resto, 70%, energia oscura. Eso, para los que creen que ya está todo descubierto.
Un ejemplo: el bosom de Higgs, que seguro que os sonará, pues fue descubierto hace no mucho. Resulta que la existencia de esta partícula (o más bien campo en el "property space") se había postulado para explicar la masa que se medía en los Weakons, partícular elementales de la fuerza débil, que según la teoría estándar no debía tener masa. Bueno, pues ahora ya se ha contrastado empíricamente la existencia de ese campo, algo que se había predicho asumiendo la simetría local para la fuerza débil.
Aparte de las ideas centrales, Wilczek también hace algunas aportaciones laterales que me han resultado muy interesantes. Comparto un par de ellas:
- Límites cromáticos de la visión: nuestros ojos solo tienen sensores para tres frecuencias de luz, y es por ello que podemos modelar todos los colores del espectro con tres colores: el rojo, el verde y el azul. Evidentemente, solo podemos modelar así los colores de nuestro espectro visual, no todos los colores que tiene la luz. Sin embargo, hay animales que distinguen cinco tipos de colores, y hay incluso un bicho que tiene sensores para distinguir 16!
- Razones por que nos resultan agradables los tonos armónicos y no otros: Wilczek postula que las neuronas de capas más profundas podrían premiar/castigar a neuronas más superficiales según su capacidad para anticipar señales. Así, estos tonos son más fáciles de predecir (al fin y al cabo, son señales periódicas), que sonidos estridentes, por lo que estos suponen "castigo" a las neuronas auditivas y no nos gustan.
La lectura de este libro me ha resultado adictiva. Creo que Wilczek ha acertado con esta forma de enfocar la explicación de la Física, pero sobre todo se nota el gran esfuerzo que hace para que entendemos los conceptos que actualmente se manejan en tal disciplina. No obstante, las conexiones con el arte resultan dificiles de comprender, y a veces me han parecido forzadas. El libro, pese a todo, es difícil de seguir, sobre todo cuando llega a la física cuántica, que nadie se engañe.
Por mi parte, como digo, ha sido una lectura amena y productiva, hasta el punto de que perdono al autor que diga que la palabra "vacuum" es griega y que por eso su plural correcto es "vacua". No se puede saber de todo.
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