El mundo y la Física, según Étienne Klein

El siglo XX, o más bien su primer tercio, fue particularmente fecundo en la configuración de un marco conceptual para la comprensión del universo, desde lo infinitamente pequeño a lo infinitamente grande, a través de la Física y sus teorías de la relatividad especial, la relatividad general y la física cuántica. Desde entonces, los descubrimientos y avances han hecho algunas precisiones que han ido llenando vacíos experimentales.

Sin embargo, la Física sigue sin ser tan accesible para quienes no la conocen, entre otras razones, por el aparato matemático que implica y porque los investigadores de ese campo, acostumbrados a la concisión de los números, pueden ser bastante poco locuaces (ejemplo emblemático sería el Nobel Paul Dirac). No es el caso de Étienne Klein (1958), quien es, a la vez, filósofo de la ciencia, físico, prolífico autor de libros, conferencista y cronista radial.

Lo suyo, en todo caso, no consiste en divulgar la Física, sino que en "moverla", desde su formalismo original -las matemáticas- al lenguaje común, como dice en uno de sus libros, agregando que se trata de "inventar una poética" que "permita hacer entender lo que dirían las ecuaciones" si pudieran hablar. Klein es el primer invitado del "Ciclo de pensamiento propio" 2019: a las 19.30 de este 2 de mayo conversará con Cristián Warnken, en el Centro de Extensión UC (entrada liberada, previa inscripción en www.pensamientopropio.cl).

Por el lado de la Física, las credenciales de Klein son impecables. Dirige el laboratorio de investigación de las ciencias de la materia en la Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica (CEA), ha sido profesor de física cuántica y de partículas en la École Centrale de París, donde enseña filosofía de la ciencia. También participó en el desarrollo del gran "colisionador" de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (conocida como CERN), instrumento que permitió verificar en 2012 la existencia del misterioso "bosón de Higgs".

En su afán de "mover" la física al lenguaje, Klein ha publicado una treintena de libros. En el primero, Conversations avec le Sphinx (1991), se ocupó de las paradojas. En el último, Matière à contredire (2018), aborda la noción de vacío (que no es tan vacío) o lo real (que no es tan real) y una antigua obsesión como es el tiempo, al que ha dedicado libros como Le Temps (1995) y ¿Existe el tiempo? (Akal, 2005). Klein parte de una observación: que hay una oposición entre el tiempo físico y el tiempo sicológico o entre el tiempo de los relojes y el tiempo de la conciencia, aunque esa subjetividad no destruye la idea de que solo hay una sola temporalidad.

El investigador también ha perseguido otros afanes personales: ha escrito las biografías de los físicos Albert Einstein y Ettore Majorana, así como Anagrammes renversantes (2011), publicado junto a su amigo Jacques Perry-Salkow y donde aborda los anagramas (palabras o frases que surgen de una modificación en el orden de las letras de otra palabra o frase). Klein tiene, por otra parte, un programa de radio semanal en France Culture en el que los anagramas no escasean y cuyas historias fueron recopiladas en Le Monde selon Étienne Klein.

-Su último libro, Matière à contredire, se subtitula "ensayo filosofísico". ¿Cómo se siente? ¿Un físico convertido en filósofo, un filósofo que hace ciencia, una mezcla de los dos, o nada de eso?

-Es muy simple: estoy entre. Me muevo entre la ciencia y la filosofía, donde soy más útil. La Física y la Filosofía no se miran entre sí, aunque la primera produce "hallazgos filosóficos negativos" (en palabras de Maurice Merleau-Ponty), especialmente sobre el tiempo, el espacio, los atributos de la realidad. Intento identificar estos hallazgos y darlos a conocer.

-Le ha apasionado el tema del tiempo. ¿De dónde viene este interés?

-Le estoy dando vuelta a la cuestión del tiempo desde hace unos 20 años. En el fondo, ¿a qué se parece realmente el tiempo?, ¿es como nuestro lenguaje lo refiere?, ¿cómo creemos percibirlo o vivirlo?, ¿cómo se nos impone, trayendo la muerte en su perspectiva?, ¿cómo lo representan los físicos?, ¿cómo lo piensan los filósofos?

-También le han atraído particularmente dos personajes, Einstein y Majorana, al punto que ha escrito sus biografías, siguiendo sus pasos por diferentes lugares. ¿Por qué?

-Ettore Majorana y Albert Einstein son los dos genios de la Física que más me han fascinado, pese a que son muy diferentes entre sí. Incluso se podría decir que uno es la antipartícula del otro. Einstein es una figura monumental, un monolito abrumador, una mitología congelada por él mismo. Ha sido tan fotografiado que su rostro es igual de conocido que la Luna. Majorana, por el contrario, era muy discreto, muy misterioso, y pocos han oído de él. Para acercarme a estos genios, tuve que ponerme en movimiento. Tuve que ir a donde vivieron, a donde trabajaron, para comprender su geografía personal, su compenetración con su época, la génesis de sus ideas.

-¿Y por qué está obsesionado con los anagramas?

-Obsesionado es una palabra demasiado grande. Digamos que los anagramas me divierten. Y hay otra razón, de orden físico. Tomemos, por ejemplo, una partícula cuántica como un electrón: aunque puede que no tenga una velocidad y una posición bien definidas, podemos medir una velocidad o una posición que le concierne. Pero el orden de las operaciones no es indiferente: al medir primero su velocidad (acción A) y después su posición (acción B) no se está haciendo lo mismo que al medir primero su posición y después su velocidad. Claramente, AB ≠ BA. Esto es lo que se llama la "no conmutatividad" de las operaciones de medición. Se manifiesta en la física cuántica y no en la física clásica. ¿No evoca esto a los anagramas? Al igual que la física cuántica, los anagramas deben su encantadora existencia a la posición de las letras al interior de las palabras: si modificamos su orden de sucesión, cambiamos las palabras. ¿Esto no le da a los anagramas una cierta dignidad epistemológica?

Las teorías de la relatividad especial (1905), la relatividad general (1915) y la física cuántica (década de 1920) entregan un modelo del universo que, sin embargo, presenta incompatibilidades. A nivel de partículas –materia sobre la cual Klein ha escrito en El átomo y las partículas (Debate, 1994)- hay un modelo estándar, pero que deja de lado la gravitación. ¿Habrá alguna vez una teoría unificadora o un marco para describir la gravitación y las otras fuerzas? En L'unité de la physique (2000), Klein exponía cómo la historia de la ciencia está jalonada por las unificaciones (el ámbito lunar y el sublunar, la electricidad y el magnetismo, la materia y la energía).

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La primera foto de un agujero negro, dada a conocer hace algunos días.

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-En el prólogo de Le Monde selon Étienne Klein decía que era difícil hacer un programa semanal, porque la Física no produce descubrimientos extraordinarios todos los días.

-Los grandes descubrimientos son raros, y eso es lo que los hace espectaculares. En 2012 se produjo el descubrimiento del bosón de Higgs, en 2016 se realizó la primera detección de ondas gravitacionales y la primera imagen de un agujero negro surgió hace unos días. Son tres hallazgos fundamentales, porque el primero confirma el modelo cuántico de las interacciones entre las partículas y los otros dos confirman la teoría de la relatividad general, establecida por Einstein en 1915. Pero hay que decir que estos tres fenómenos habían sido predichos por los físicos.

-¿Esas teorías logran describir la realidad?

-Sería difícil explicar por qué las teorías físicas, como la física cuántica o la teoría de la relatividad, "funcionan" tan bien si no dicen absolutamente nada verdadero. ¿Cómo podrían hacer predicciones tan precisas si no fueran representaciones suficientemente buenas de lo que hay? En este sentido, el milagro —la feliz coincidencia— es muy poco plausible. Es mejor, por lo tanto, suponer que hablan de la naturaleza y que logran referirse, más o menos bien, a esta realidad.

-Esa realidad es descrita en la escala más pequeña, digamos los átomos, a través del modelo estándar de partículas. ¿En qué consiste?

-Tres interacciones fundamentales se refieren a las partículas elementales: la interacción electromagnética y las dos interacciones nucleares. Una, llamada "débil", puede transformar un neutrón en un protón; la otra, llamada "fuerte", actúa como una especie de pegamento dentro de los núcleos atómicos. En los 70, los físicos demostraron que la fuerza electromagnética y las dos interacciones nucleares, aunque muy diferentes, podrían describirse usando los mismos ingredientes matemáticos. El resultado de su trabajo constituye el "modelo estándar" de la física de partículas. Este modelo se basa en gran medida en el concepto de la simetría. Se dice de una cosa que es simétrica si, después de ser sometida a cierta transformación, su apariencia no se modifica. Por ejemplo, si hago que una bola perfectamente esférica gire en cualquier ángulo alrededor de cualquier eje que pase por su centro, no cambiará su forma o incluso su posición.

- Y la escala de lo infinitamente grande, digamos, las galaxias, es descrita por la relatividad general...

-La teoría de la relatividad general muestra que la gravitación no es una verdadera fuerza, ¡sino la manifestación física de la curvatura del espacio-tiempo! Cuando dejamos caer una piedra a nuestros pies, seguimos considerando como Newton que es la Tierra la que la arrastra al suelo, mientras que en realidad, a la inversa de las imágenes que vienen a la mente, es necesario imaginar que la Tierra distorsiona el espacio en su cercanía, y que la piedra se contenta con deslizarse, sin sufrir la menor fuerza, a lo largo de una especie de tobogán en el espacio-tiempo.

-¿Por qué la Física cuántica es incompatible con la relatividad general?

-La física cuántica y la teoría de la relatividad general se basan en principios y conceptos completamente diferentes e incluso contradictorios entre sí. Pero generalmente no nos damos cuenta de eso, porque sus campos de aplicación son a menudo muy distintos: ellas en general coexisten de manera pacífica, sin que nunca una se adentre en los terrenos de la otra. Esto se debe a que ambas se relacionan con áreas que, en nuestro entorno, no se superponen e incluso están muy separadas: la gravitación es una fuerza extremadamente débil, que no domina sino los objetos masivos e inmensos, mientras que los efectos cuánticos tienden a difuminarse cuando aumenta el tamaño de los objetos. Por otra parte, hasta ahora, ningún experimento ha podido explorar sistemas físicos cuya descripción teórica requiriese ambas teorías a la vez".

Sin embargo, acota Klein, tal separación "no podría haber tenido lugar en el universo primordial, cuando era al mismo tiempo de un tamaño muy pequeño y lleno de energía: en ese momento, las dimensiones espaciales eran tan minúsculas y las energías tan colosales que la materia y el espacio-tiempo estaban tan mezclados que hoy ningún cálculo puede traducir esta situación con exactitud. Todavía nos falta una 'teoría de todo, si es que algo así puede existir".