Siete breves lecciones de física

Una gota de lluvia contiene información sobre la presencia de una nube en el cielo; un rayo de luz contiene información sobre el color de la sustancia de la que proviene; un reloj tiene información sobre la hora del día; el viento transmite información sobre una tormenta cercana; un virus del resfriado tiene información sobre la vulnerabilidad de mi nariz; el ADN de nuestras células contiene toda la información sobre nuestro código genético, que hace que me parezca a mi padre, y mi cerebro bulle de información acumulada durante mi experiencia. La materia prima de nuestros pensamientos está constituida por una riquísima información recogida, intercambiada, acumulada y constantemente elaborada.

Tenemos cien mil millones de neuronas en nuestro cerebro, tantas como las estrellas de una galaxia, y un número todavía más astronómico de uniones y combinaciones en las que éstas pueden encontrarse. De todo eso no somos conscientes. «Nosotros» somos el proceso formado por esta complejidad, no ese poco del que somos conscientes.

Cuando muere Einstein, Bohr, su gran rival, tiene palabras de conmovedora admiración hacia él. Cuando, pocos años después, muere Bohr, alguien hace una fotografía de la pizarra en su estudio: hay un dibujo. Representa la «caja llena de luz» del experimento mental de Einstein. Hasta el final, el deseo de confrontarse y entender más. Hasta el final, la duda.

Einstein no quiso ceder sobre el aspecto que para él era clave: que existía una realidad objetiva independiente de quién interaccione con quién. Por su parte, Bohr no quiso ceder con respecto a la validez de la forma profundamente novedosa en que la nueva teoría conceptualizaba lo real. Al final, Einstein aceptó que la teoría era un gigantesco paso adelante en la comprensión del mundo, pero siguió convencido de que las cosas no podían ser tan extrañas, y que detrás tenía que haber una explicación más razonable.
Ha transcurrido un siglo, y nos encontramos en el mismo punto. Las ecuaciones de la mecánica cuántica y sus consecuencias son utilizadas diariamente por físicos, ingenieros, químicos y biólogos, en los ámbitos más diversos. Son extremadamente útiles para toda la tecnología contemporánea. Sin la mecánica cuántica no existirían los transistores. Y, sin embargo, siguen siendo un misterio: no describen qué ocurre en un sistema físico, sino sólo cómo un sistema físico es percibido por otro sistema físico. ¿Y eso qué significa? ¿Significa que la realidad esencial de un sistema es indescriptible? ¿Significa sólo que falta una parte de la historia? ¿O significa, como me parece a mí, que debemos aceptar la idea de que la realidad sólo es interacción?

Los jóvenes leones del grupo de Copenhague estaban consternados: pero ¿cómo?, ¿precisamente Einstein? ¿Su padre espiritual, el hombre que había tenido el coraje de pensar lo impensable, ahora se echaba atrás y se asustaba ante aquel nuevo salto hacia lo desconocido que él mismo había provocado? ¿Precisamente Einstein, que nos había enseñado que el tiempo no es universal y el espacio se curva, precisamente él decía ahora que el mundo no puede ser tan extraño?

En la mecánica cuántica ningún objeto tiene una posición definida, salvo cuando tropieza contra alguna otra cosa. Para describirlo a mitad de vuelo entre una interacción y otra, se utiliza una abstrusa función matemática que no habita en el espacio real, sino en abstractos espacios matemáticos.
Pero aún hay más: esos saltos con los que todo objeto pasa de una interacción a otra no se producen de un modo previsible, sino mayoritariamente al azar. No es posible prever dónde aparecerá de nuevo un electrón, sino únicamente calcular la probabilidad de que aparezca aquí o allá. La probabilidad asoma la cabeza en el corazón de la física, allí donde parecía que todo estaba regulado por leyes precisas, unívocas e inderogables.

Pero aún hay más: esos saltos con los que todo objeto pasa de una interacción a otra no se producen de un modo previsible, sino mayoritariamente al azar. No es posible prever dónde aparecerá de nuevo un electrón, sino únicamente calcular la probabilidad de que aparezca aquí o allá. La probabilidad asoma la cabeza en el corazón de la física, allí donde parecía que todo estaba regulado por leyes precisas, unívocas e inderogables.

Quien primero escriba las ecuaciones de la nueva teoría será un jovencísimo genio alemán, Werner Heisenberg, basándose en unas ideas que producen vértigo.
Heisenberg imagina que los electrones no existen siempre: existen sólo cuando alguien los mira o, mejor dicho, cuando interaccionan con alguna otra cosa. Se materializan en un lugar, con una probabilidad calculable, cuando chocan contra alguna otra cosa. Los «saltos cuánticos» de una órbita a otra constituyen su única forma de ser reales: un electrón es un conjunto de saltos de una interacción a otra. Cuando nadie lo perturba, no está en ningún lugar concreto. No está en un lugar.
Es como si Dios no hubiera dibujado la realidad con un trazo firme, y se hubiera limitado a una leve línea de puntos.
En la mecánica cuántica ningún objeto tiene una posición definida, salvo cuando tropieza contra alguna otra cosa. Para describirlo a mitad de vuelo entre una interacción y otra, se utiliza una abstrusa función matemática que no habita en el espacio real, sino en abstractos espacios matemáticos.

Nótese el maravilloso «Me parece...» inicial, que recuerda al «Yo pienso...» con el que Darwin introduce en sus libretas la gran idea de que las especies evolucionan, o la «vacilación» de la que habla Faraday cuando presenta en su libro el revolucionario concepto del campo eléctrico. El genio titubea.

Todo esto es el resultado de una intuición elemental: el espacio y el campo son una misma cosa. Y de una sencilla ecuación, que no me resisto a copiar aquí; aunque seguramente mi lector no sabrá descifrarla, quisiera que al menos constatara su gran simplicidad:
Rab - ½ Rgab = Tab
Eso es todo. Ciertamente, se requiere seguir cierto aprendizaje para digerir las matemáticas de Riemann y dominar la técnica necesaria para leer esta ecuación. Hace falta algo de empeño y esfuerzo. Pero menos del que se necesita para llegar a sentir la enrarecida belleza de uno de los últimos cuartetos de Beethoven. En uno y otro caso, el premio es la belleza, y unos ojos nuevos para ver el mundo.