EL VIAJE FASCINANTE

EL VIAJE FASCINANTE

¿Le sorprende que la Física haya desvelado que nuestra realidad es mucho más extraña de lo que habíamos imaginado? Lo cierto es que no resulta nada sorprendente ¡si nos tomamos en serio la evolución darwiniana! La evolución nos dotó de intuición únicamente para esos aspectos de la Física relevantes para la supervivencia de nuestros ancestros remotos, como las órbitas parabólicas de las piedras que vuelan por los aires. Si un cavernícola se concentrara demasiado en reflexionar sobre la composición última de la materia, no repararía en el tigre que merodea a sus espaldas y desaparecería al instante del acervo génico. Por tanto, la teoría de Darwin establece la predicción constatable de que siempre que usemos tecnología para atisbar la realidad más allá de una escala humana, fracasará la intuición que hemos desarrollado en el transcurso de la evolución.

Hemos comprobado esta predicción una y otra vez, y los resultados en favor de Darwin son abrumadores. Einstein descubrió que a velocidades elevadas el tiempo se frena, y a los integrantes del comité sueco del Nobel les sonó tan raro que se negaron a concederle el premio por la teoría de la relatividad. A temperaturas bajas, el helio líquido fluye hacia arriba. A temperaturas elevadas, las partículas en colisión cambian de identidad; el hecho de que un electrón se convierta en un bosón Z tras chocar con un positrón resulta igual de intuitivo que si la colisión entre dos coches diera lugar a un trasatlántico. A escalas microscópicas, las partículas aparecen esquizofrénicamente en dos lugares a la vez, lo que conduce a los dilemas cuánticos mencionados en más ocasiones. A las grandes escalas espaciales astronómicas lo extraño ataca de nuevo: si su intuición le permite entender todos los aspectos de los agujeros negros, creo que pertenece a una minoría formada por una sola persona. Si ponemos el foco en escalas aún mayores, nos aguardan más rarezas en una realidad mucho más grandiosa que todo lo que alcanzamos a ver con los mejores telescopios.

La teoría más aceptada sobre lo que ocurrió en los primeros instantes recibe el nombre de inflación cosmológica, y defiende que el espacio no solo es verdaderamente colosal, sino que es infinito y que alberga una cantidad infinita de copias exactas de usted, e incluso una cantidad aún mayor de reproducciones similares a usted que viven todas las variantes posibles de su vida en dos clases diferentes de universos paralelos. Si esta teoría se demostrara cierta, significaría que aunque hubiera algún error en el razonamiento cuántico, habría una cantidad infinita de otros ustedes en lejanos sistemas solares del espacio que llevarían una vida idéntica a la suya.

En otras palabras, los descubrimientos de la Física desafían algunas de nuestras ideas esenciales sobre la realidad, tanto cuando observamos de cerca el microcosmos como cuando enfocamos al macrocosmos. El empleo de la neurociencia para ahondar en el funcionamiento del cerebro cuestiona muchas ideas relacionadas con la realidad, incluso a la escala intermedia humana.

Por último, aunque no por ello menos importante, sabemos que las ecuaciones matemáticas ofrecen una ventana por la que escudriñar los mecanismos de la naturaleza, tal como se ilustra de manera metafórica en la figura 1.

Pero ¿por qué el mundo físico que habitamos ha revelado una regularidad matemática tan extrema como para que el gran genio de la Astronomía Galileo Galilei proclamara que la naturaleza es «un libro escrito en lenguaje matemático» y como para que el premio Nobel Eugene Wigner recalcara que la «ilógica efectividad de las matemáticas en las ciencias Físicas» es un misterio que requiere una explicación? La respuesta a este interrogante constituye un objetivo primordial en la investigación científica.

Debemos indagar en las las fascinantes relaciones entre la computación, las matemáticas, la Física y la mente, y explorar una de las convicciones aparentemente más descabelladas: que nuestro mundo físico no solo se describe mediante las matemáticas, sino que es matemáticas, lo que nos convierte en partes conscientes de un objeto matemático gigante. Esto conduce a un conjunto nuevo y definitivo de universos paralelos tan vasto y exótico que todas las extravagancias mencionadas con anterioridad se quedan raquíticas a su lado, lo que nos obliga a renunciar a muchas de las nociones más arraigadas que tenemos sobre la realidad.

Cuando miramos la realidad a través de las ecuaciones de la Física, nos encontramos con que describen patrones y regularidades. Pero puede ser que las matemáticas sean mucho más que una ventana para observar el mundo exterior, que nuestro mundo físico no solo se describa a través de las matemáticas, sino que es matemáticas: una estructura matemática, para ser exactos.

¿Cuál es la pregunta definitiva?

No hay duda de que durante todo el tiempo que nuestros ancestros humanos han deambulado por la Tierra se han preguntado en qué consiste la realidad mediante el planteamiento de grandes cuestiones existenciales. ¿De dónde salió todo? ¿Cómo acabará? ¿Qué tamaño tiene el todo? Estos interrogantes son tan seductores que prácticamente todas las culturas humanas del orbe los han abordado y han transmitido respuestas de generación en generación, en forma de elaborados mitos, leyendas y doctrinas religiosas de la creación. Tal como ilustra la figura 2, se trata de preguntas tan difíciles que no ha habido ningún consenso global para darles respuesta.

Lejos de que todas las culturas convergieran en una cosmovisión única que pudiera constituir la verdad definitiva, las respuestas presentan grandes diferencias, algunas de las cuales, al menos, parecen reflejar sus diferentes estilos de vida. Por ejemplo, en todos los mitos de la creación procedentes del antiguo Egipto, donde el río Nilo mantenía la tierra fértil, el mundo emerge de las aguas. En Suecia, en cambio, donde el fuego y el hielo solían ejercer gran repercusión en la supervivencia, la mitología nórdica afirmaba que la vida surgió (¡sorpresa!) del fuego y del hielo.

Muchas cuestiones cosmológicas han fascinado a pensadores de todos los tiempos, pero nunca ha surgido un consenso global. Como estas taxonomías tan simplistas son estrictamente imposibles, deben considerarse con grandes reservas: muchas religiones tienen múltiples ramas e interpretaciones, y algunas se dividen en numerosas categorías. Por ejemplo, el hinduismo contiene aspectos de las tres variantes que se dan aquí para la creación: según cierta leyenda, tanto el dios Brahma como este universo emergieron de un huevo, el cual, a su vez, habría surgido de las aguas.

Las culturas antiguas persiguieron otros interrogantes como mínimo igual de esenciales: ¿Qué es real? ¿Hay algo más en la realidad que lo que perciben los ojos? ¡Sí!, respondió Platón hace más de dos milenios. En la conocida analogía de la caverna, nos equiparaba con personas que pasan toda la existencia dentro de una caverna frente a un muro liso contemplando las sombras que proyectan sobre él las cosas que ocurren detrás, y que al final acaban creyendo erróneamente que esas sombras constituyen toda la realidad. Platón decía que lo que los humanos consideramos la realidad cotidiana es, de manera análoga, una mera representación limitada y distorsionada de la verdadera realidad, y que para empezar a comprenderla debemos liberarnos de nuestras cadenas mentales.

Platón estaba en lo cierto: la Física moderna ha evidenciado con gran claridad que la naturaleza última de la realidad no es lo que parece. Pero si la realidad no es lo que creíamos que era, entonces ¿qué es? ¿Qué relación hay entre la realidad interior de la mente humana y la realidad exterior? ¿De qué está hecho todo en última instancia? ¿Cómo funciona la realidad? ¿Por qué? ¿Tiene todo esto algún significado? Y en tal caso, ¿cuál es? Como dijo Douglas Adams en su parodia de ciencia ficción Guía del autoestopista galáctico: «¿Cuál es la respuesta a la gran cuestión de la vida, del universo y del todo?».

Pensadores de todos los tiempos han aportado un abanico fascinante de respuestas al interrogante de qué es la realidad, ya fuera para responderla o para desestimarla. He aquí algunos ejemplos en forma de esquema (esta lista no pretende ser exhaustiva, y no todas las alternativas se excluyen entre sí).

Una de las razones por las que los pensadores han brindado ese amplio espectro de respuestas estriba sin duda en que han optado por interpretar el interrogante de maneras diferentes. La palabra realidad tiene distintas connotaciones. Aquí la uso para referirme a la naturaleza última del mundo físico exterior del que formamos parte, y me fascina la idea de aspirar a comprenderla mejor. El interrogante de «¿qué es la realidad?» representa la mayor aventura detectivesca, y considero una suerte inmensa que se pueda dedicar una fracción muy grande de nuestro tiempo a esclarecerla.

Hay que dar un enfoque físico para indagar en los misterios de la realidad. Esto significa comenzar por los grandes interrogantes, como ¿qué tamaño tiene este Universo? y ¿de qué está hecho todo?, y abordarlos exactamente igual que los enigmas detectivescos: mediante una combinación de observaciones y reflexiones agudas, y el seguimiento de cada una de las pistas dondequiera que nos lleve.

Empieza el viaje

¿Un enfoque físico? ¿No es esa una forma fantástica de convertir algo emocionante en aburrido? Cuando en algún viaje la persona que me toca al lado me pregunta a qué me dedico, tengo dos opciones. Si me apetece charlar, respondo: «Astronomía», lo que siempre desencadena una conversación interesante. Si no estoy de humor, respondo: «Física». A veces esa conversación empieza así: «¡Oh, astrología! Yo soy Virgo». Si, por el contrario, me da por ser más específico y responder: «Cosmología», es el instante en el que suelen decirme algo como: «¡Oh, fue mi peor asignatura en el instituto!», y me dejan en paz durante el resto del viaje.

De hecho, la Física también era la asignatura que menos me gustaba a mí en el Colegio. Aún recuerdo la primera clase que tuve de Física. El profesor anunció con voz monótona y soporífera que íbamos a estudiar la densidad. Que la densidad es la masa dividida entre el volumen. Así que, si la masa era tal y el volumen cual, podíamos calcular que la densidad era blablablá. Lo único que recuerdo después de aquello es una gran nebulosidad y que siempre que le fallaban los experimentos, le echaba la culpa a la humedad y decía «esta mañana funcionó». También recuerdo que algunos amigos míos no entendían por qué no les salían los experimentos hasta que descubrían que les había gastado la trastada de pegarles un imán debajo del osciloscopio…

Cuando me llegó el momento de elegir universidad, opté por apartarme de la Física y de otros campos científicos, y acabé en la Escuela de Ingenieros de Minas, para especializarme en temas medioambientales. Quería aportar mi granito de arena para convertir el planeta en un lugar mejor, y consideraba que el problema principal no era que no dispusiéramos de soluciones técnicas, sino que no usábamos debidamente la tecnología ya existente. Creía que el mejor modo de influir en el comportamiento de la gente consiste en tocarle el bolsillo, y me atraía la idea de crear incentivos económicos que aunaran el egoísmo personal con el bien común. Por desgracia, me desilusioné pronto, y llegué a la conclusión de que la economía es en gran medida una forma de prostitución intelectual donde te pagan por decir lo que los poderosos quieren oír.

Cuando un político quiere hacer algo, siempre encuentra algún asesor economista que ya ha abogado por hacer justamente eso. Franklin D. Roosevelt quiso aumentar el gasto gubernamental, así que escuchó a John Maynard Keynes, mientras que Ronald Reagan quiso reducir el gasto gubernamental y prestó oídos a Milton Friedman.

Entonces, un compañero de clase me dio un libro que lo cambió todo: "¿Está usted de broma, sr. Feynman?" Nunca llegué a conocer a Richard Feynman, pero me pasé a la Física por él. Aunque el libro no trataba en realidad sobre Física (se centraba más bien en cómo elegir una cerradura o cómo conseguir mujeres), logré leer entre líneas que ese tipo era un enamorado de la Física, lo que me dejó más que intrigado. Si te topas con un tipo de aspecto mediocre caminando del brazo de una mujer despampanante, lo más probable es que pienses que te falta algún dato. Seguramente ella habrá encontrado en él alguna cualidad oculta. De repente sentí lo mismo ante la Física: ¿qué veía Feynman en ella que yo había pasado por alto en el colegio?

Solo tenía que resolver aquel misterio, así que me senté con el volumen I de la obra de Feynman, que encontré en la biblioteca de la Facultad, y empecé a leer: «Si algún cataclismo destruyera todo el conocimiento científico, y la siguiente generación de criaturas solo recibiera una única frase, ¿qué enunciado contendría la máxima información con la menor cantidad de palabras?». ¡Aquel tipo no se parecía en nada al profesor de Física del colegio!

Feynman proseguía: «Yo creo que sería […] todas las cosas están hechas de átomos, pequeñas partículas en movimiento perpetuo que se atraen entre sí cuando se sitúan a cierta distancia, pero que se repelen al apretarse unas contra otras». Entonces se me encendió una luz en la cabeza. Continué leyendo y leyendo sin parar, fascinado. Me sentía como si estuviera viviendo una experiencia religiosa. ¡Y al fin lo conseguí! Encontré la gran revelación que explicaba lo que me había estado perdiendo y aquello que Feynman sí había captado: la Física es la aventura intelectual definitiva, la búsqueda de la comprensión de los misterios más recónditos de este Universo.

La Física no parte de algo fascinante y lo vuelve aburrido. Por el contrario, nos ayuda a ver con más claridad, lo que incrementa la belleza y la maravilla del mundo que nos rodea. Cuando llega el otoño, contemplo el encanto de los árboles teñidos de rojos, naranjas y dorados. Pero al observar esos mismos árboles a través del cristal de la Física descubrimos una hermosura aún mayor, la mencionada en la cita de Feynman que introduce este artículo. Y cuanto más ahondo con la mirada, mayor elegancia vislumbro. Los árboles proceden en último término de las estrellas, y el estudio de sus elementos constitutivos apunta a que también existen en universos paralelos.

Entonces ¿qué es la realidad? Con este atrevido título no persigo la arrogancia de intentar ofrecer una respuesta definitiva, sino invitar a un viaje personal de exploración, y a compartir mi entusiasmo y mis reflexiones sobre estos misterios tan enriquecedores para la mente. Creo que, al igual que yo, usted también llegará a la conclusión de que, sea lo que sea la realidad, difiere enormemente de lo que creíamos que era, y que constituye un enigma ubicado en el mismísimo centro de nuestra vida cotidiana. Confío en que, igual que a mí, también a usted le parezca que esto confiere a los problemas diarios, como las multas de aparcamiento o las aflicciones, una perspectiva alentadora que facilita tomárselos con calma y concentrarse más en disfrutar al máximo de la vida y de sus misterios.

Empezaremos el viaje analizando la transformación que ha experimentado todo el contexto de la cuestión «¿Qué es la realidad?» a través de los hallazgos científicos más recientes con los que la Física ha arrojado nueva luz sobre nuestra realidad exterior, desde las escalas más colosales hasta las más diminutas. «¿Qué tamaño tiene este universo?» y persigue su respuesta definitiva viajando a escalas cósmicas cada vez mayores, estudiando tanto nuestros orígenes cósmicos como dos tipos de universos paralelos, buscando pistas de que el espacio es en cierto sentido matemático. La parte II del viaje persigue implacable la pregunta «¿De qué está hecho todo?» a través de un viaje al microcosmos subatómico en el que examinaremos un tercer tipo de universo paralelo, y descubriremos signos de que los elementos constitutivos esenciales de la materia también son en cierto sentido matemáticos.

En la parte III daremos un paso atrás y reflexionaremos sobre el significado que podría tener todo ello para la naturaleza última de la realidad. Empezaremos argumentando que nuestra incapacidad para comprender la consciencia no supone un obstáculo para el discernimiento íntegro de la realidad física exterior. A continuación ahondaremos en la idea más extrema y controvertida: que la realidad última es puramente matemática, lo que relega conceptos tan habituales como la aleatoriedad, la complejidad y hasta el cambio a la categoría de meras ilusiones, e implica que existe un cuarto y último nivel de universos paralelos.

Concluiremos nuestro viaje con la vuelta a nosotros, durante la cual exploraremos qué significa todo esto para las perspectivas de futuro de la vida en nuestro Universo, para los humanos en general y para usted en particular. ¡Nos aguarda un viaje fascinante!

¡Comencemos!