Los ethos de la física en la posmodernidad (5) / Dinápoles Soto Bello

[Continuación de la conferencia de Steven Weinberg PENSAMIENTOS NOCTURNOS DE UN FÍSICO CUÁNTICO]

Como todo el mundo sabe, Demócrito y su maestro Leucipo especularon sobre los átomos. Después de más de dos milenios se descubrió que los átomos existen, y que son unas diez mil millones de veces menores que Demócrito. O sea que, si bien Demócrito no lo sabía, había un factor aproximado de diez mil millones entre la escala de longitudes con la que estaba familiarizado y la escala en la cual se encontrarían los átomos. Salvar esta brecha llevó más de dos milenios. Luego el pasar de los átomos al núcleo atómico representó otro factor de cien mil: el núcleo atómico mide cien mil veces menos que el átomo mismo. Las longitudes sondeadas en los laboratorios actuales de partículas elementales son unas cien veces menores que un núcleo atómico. A esa escala todo queda muy bien descrito por la teoría cuántica del campo, por el modelo estándar.

¿Cuánto más hondo deberemos ir para hallar las estructuras subyacentes al modelo estándar? No lo sabemos con seguridad. Pudieran estar a la vuelta de la esquina. Pero hay buenas razones para suponer que dichas estructuras son mucho menores que las más pequeñas que hayamos estudiado hasta la fecha, y esto según un factor no de cien mil ni de diez mil millones, sino según un factor de mil billones (10^12) [el billón anglosajón equivale a mil millones, DSB]. Dicho de otro modo, dondequiera estén, estas estructuras son mucho menores comparadas con el tamaño de un núcleo atómico que dicho núcleo en comparación con Demócrito. Esto plantea un problema: no podemos estudiar experimentalmente semejantes estructuras de modo directo. De ahí que en nuestros esfuerzos por progresar recurramos a otros dos procederes.

Uno, llevado adelante por una generación más joven de físicos teóricos, es conocido como teoría de las cuerdas. Hasta ahora ha sido impulsada sobre todo por un sentido de belleza matemática y por la búsqueda de consistencia. Tiene caracteres maravillosos, incluyendo un papel natural para la gravedad; de hecho, requiere la existencia de la gravedad. Pero no ha enunciado nuevas predicciones que hayan sido verificadas mediante experimentación. Se trata de nuestro primer candidato a teoría final pero llevamos varias décadas examinando teorías de las cuerdas sin que hayan cuajado en una teoría específica susceptible de prueba experimental. La teoría de las cuerdas es matemáticamente muy difícil. Opino que es un signo de la salud intrínseca de la física el que aun cuando la mayoría de los físicos de la generación más vieja no aprenden la teoría de las cuerdas ni pueden leer artículos al respecto, los teóricos jóvenes continúan ocupando posiciones en universidades norteamericanas principales. Nuestro campo no es (como hay quien se lo figura) hegemónico, dominado por una vieja guardia de carcamales, sino que está muy despierto ante nuevas posibilidades.

La otra actitud es experimental. Queremos la inspiración de nuevos resultados experimentales que logren ponernos en la pista acertada hacia la teoría de las cuerdas fundamental, o, de no ser así, hacia lo que deba ser. Tales experimentos no conseguirían explorar estructuras mil billones de veces más pequeñas que las estudiadas hoy; más bien procurarían completar el modelo estándar, que tiene todavía algunos aspectos inciertos en cuanto a cómo las partículas adquieren sus masas. La comprensión de esos aspectos del modelo estándar podría darnos precisamente el empujón que necesitamos para seguir avanzando hacia la siguiente teoría más profunda.

Esperábamos que el supercolisionador superconductor que iba a construirse en el condado de Ellis, Texas, ayudara a dar dicho empujón, pero su construcción ha sido cancelada. Esperamos que los europeos continúen (y ahora parece que definitivamente sí lo harán) con la construcción de otro acelerador, que tendrá alrededor de un tercio de la potencia que habría tenido el supercolisionador y será concluido cinco años después de lo que habría sido el supercolisionador, o sea hacia el año 2004.

He estado ofreciendo a ustedes lo que un sociólogo de la ciencia denominaría una visión internalista de la ciencia. He descrito lo que viene aconteciendo enteramente al seguir el imperativo lógico de nuestras teorías y nuestras posibilidades experimentales. Por supuesto, la necesidad de dinero para experimentos cada vez más caros nos somete en gran medida a la influencia de factores externos.

Al reparar en el mundo exterior, los científicos de hoy -al igual que los monjes de tiempos de Enrique VIII, me figuro- han empezado a sospechar que no son universalmente amados. Es, claro está, una historia vieja. Basta con retroceder a Jonathan Swift y a William Blake y a Walt Whitman para hallar expresiones de intensos sentimientos anticientíficos. Pero lo que ahora vemos son elementos activos dentro de nuestras universidades, hostiles a las pretensiones y metas de la ciencia en general o de la física de partículas en particular, y quiero decir algo al respecto, aunque no sea un terreno en que sea experto y aunque Gerald Holton haya escrito acerca de ello con autoridad mucho mayor.

El debate en torno al valor de la física de partículas se ha dado en gran medida dentro de la comunidad científica. Nosotros los físicos de partículas no pretendemos que nuestra labor sea la única digna de patrocinio. Supongo que lo haríamos si creyéramos que podríamos salir triunfantes, pero de hecho no creemos que semejante pretensión sería válida. Creemos que nuestro trabajo tiene un valor de índole única, ya que laboramos en el nivel más fundamental de toda la ciencia. (Dicho sea de paso, la expresión «físico de partículas» es deplorable, porque en realidad no estamos tan interesados en las partículas; lo que nos interesa son los principios. Usamos las partículas como instrumentos para alcanzar los principios científicos subyacentes. Pero a falta de mejor etiqueta, llámennos físicos de partículas.)

Si preguntan ustedes algo acerca de por qué las cosas son como son, parte de la respuesta, si se habla de biología o astronomía, irá probablemente a basarse en accidentes históricos, tales como los detalles de cómo se formó el sistema solar. Dejando los accidentes históricos aparte, la respuesta atañerá a principios generales. Sólo que no hay principios autónomos de biología o química o economía. Si se descubre una ley química o económica, hay que pasar a preguntar por qué es cierta. La explicación siempre asume la forma de una reducción a una teoría más profunda. Más profunda no en el sentido de ser matemáticamente más honda o útil (a menudo no es así) sino en el sentido de estar más cerca del origen de nuestras explicaciones.

Del mismo modo que buena parte de la mineralogía y la fisiología se explican en términos químicos, y la química se explica en términos de física, la física de la materia ordinaria se explica en términos del Modelo Estándar. Esto no significa por fuerza que realmente se explique, sin embargo. Muchas veces la explicación en términos del Modelo Estándar es demasiado complicada para elaborarla por entero. Pero es hacia allí hacia donde a fin de cuentas se mira. No se buscaría una ley autónoma, independiente, de la superconductividad o del comportamiento económico. Se trataría de explicarlas de manera reduccionista.

Me meto en terribles discusiones en torno a este modo de ver y espero haberlo expuesto de manera suficientemente provocativa para estimular alguna discusión aquí. Esta pretensión de la física de partículas ha enfurecido a otros científicos, en particular a otros físicos. En la columna de cartas de Physics Today se hallarán incontables y ásperas réplicas y contrarréplicas al respecto.

Luego, están los ataques contra las pretensiones no sólo de la física de partículas sino de la ciencia en general. También aquí, si no les molestan a ustedes las bifurcaciones repetidas, diría yo que hay dos tendencias principales. Una es el constructivismo social. Los constructivistas sociales, incluyendo a algunos historiadores de la ciencia y a muchos sociólogos de la ciencia, reconocen que alcanzamos consenso acerca de descubrimientos científicos a través de un proceso social. Las obras de Peter Galison y Sam Scheweber que exploran la historia de los desenvolvimientos en la física de partículas y la teoría del campo ilustran este género de negociación social acerca de cuál de las teorías o experimentos que compiten será el correcto. Es ésta una labor valiosa, a la cual nadie podría poner peros.