«Detengámonos en este tema desconcertante: la paradoja de una multitud de elementos que desembocan finalmente en el vacío, en lo inaprensible.»… La pretensión de la física de encontrar los elementos básicos desde los que se estructura toda la realidad, conduce a numerosas paradojas que hace necesaria una nueva concepción del sustrato último de la misma. Los conceptos clásicos que usamos cotidianamente fracasan y deben ser revisados.´…´ Tras el rostro visible de lo real hay, pues, lo que los griegos llamaban un ‘logos’, un elemento inteligente, racional, que regula, que dirige, que anima el cosmos, y que hace que ese cosmos no sea caos, sino orden»….EN BUSCA DE LA MATERIA. Entrevista de Jean Guitton, filósofo, a Grichka Bogdanov e Igor Bogdanov,expertos físicos.¿Qué es lo real? ¿Qué constituye el mundo físico que nos rodea? La concepción mecanicista del universo que propone la física de Newton se funda en la idea de que la realidad comprende dos cosas fundamentales: objetos sólidos y un espacio vacío. En la vida cotidiana esta concepción funciona sin fallos: los conceptos de espacio vacío y de cuerpos sólidos forman íntegramente parte de nuestra manera de pensar y de aprehender el mundo físico. El ámbito cotidiano puede así ser visto como una «región de dimensiones medias» en donde las reglas de la física clásica continúan aplicándose.Ahora bien, todo cambia si dejamos el universo de nuestra vida diaria y nos sumergimos en lo infinitamente pequeño en busca de sus fundamentos últimos. Hasta principios de siglo, gracias al descubrimiento de las sustancias radiactivas, no fue posible comprender la verdadera naturaleza de los átomos: no eran bolas indivisibles de materia, sino que estaban compuestas de Partículas aún más pequeñas. En la línea de los experimentos de Rutherford, las investigaciones de Heisenberg y de los físicos cuánticos han mostrado que los elementos constituyentes de los átomos -electrones, protones, neutrones y las decenas de otros elementos infranucleares que fueron descubiertos más tarde- no manifiestan ninguna de las propiedades asociadas a los objetos físicos. Las partículas elementales no se comportan de ninguna manera como partículas «sólidas»: parecen conducirse como entidades abstractas. ¿De qué se trata? Para intentar saberlo, debemos abandonar nuestro mundo, sus leyes y sus certidumbres. Y admitir entonces que el universo no sólo es más extraño de lo que pensamos, sino mucho más extraño de lo que podemos pensar. J.G.- Hace ahora casi un siglo que entramos en la era cuántica: ¿en qué pone en tela de juicio esta nueva concepción nuestra comprensión de los objetos que nos rodean a diario? Recobremos el ejemplo de la llave. Lo que hemos aprendido nos obliga en lo sucesivo a admitir que se trata de una llave hecha de entidades que pertenecen a otro mundo: el de lo infinitamente pequeño, el del átomo y las partículas elementales. Pero, ¿cómo hacer coincidir la evolución de nuestros conocimientos teóricos con la experiencia que nos llega de la realidad de todos los días? Todo lo que la física cuántica me ha enseñado sobre esta llave no me impide sentirla, en efecto, como un «objeto» material, cuyo peso y consistencia experimento en el hueco de la mano. Pero eso no es más que una ilusión en el teatro de la realidad. ¿Qué hay, por lo tanto, más allá de su sustancia sólida? Hoy deseo dar la razón a Bergson y Teilhard; como ellos, estoy tentado de creer que la materia está hecha de espíritu y que, por lo tanto, nos conduce directamente a la contemplación de Dios. Sesenta años después de los grandes descubrimientos de la teoría cuántica, mi creencia en la «espiritualidad» de la materia, o incluso en la materialidad del espíritu, ¿está objetivamente fundada? ¿es que nuestros conocimientos más actuales sobre la materia nos conducen, científicamente, hacia el espíritu? Comenzamos a comprender que puede haber respuestas a estas preguntas: es en el corazón de la materia, en su intimidad más profunda, donde debemos buscarlas. G.B.- Partamos de algo visible: una gota de agua, por ejemplo. Está compuesta de moléculas (alrededor de miles y miles de millones), cada una de las cuales mide 10-9 metros. Penetremos ahora en esas moléculas: descubriremos allí átomos más pequeños, cuya dimensión es de 10-10 metros. Continuemos el viaje. Cada uno de estos átomos está compuesto de un núcleo todavía más pequeño (10-14 metros) y de electrones que «gravitan» a su alrededor. Pero nuestra exploración no se detiene aquí. Un nuevo salto, y estamos en el corazón del núcleo: esta vez encontramos una multitud de nuevas partículas (los nucleones, los más importantes de los cuales son los protones y los neutrones), de una pequeñez extraordinaria, puesto que alcanzan la dimensión de 10-15 metros. ¿Hemos llegado al final de nuestro viaje? ¿Se trata de la última frontera, más allá de la cual no hay nada? De ningún modo. Hace una veintena de años se descubrieron unas partículas todavía más pequeñas, los hadrones, compuestas a su vez de entidades infinitesimales, los quarks, que alcanzan el inimaginable «tamaño» de 10-18 metros. Después veremos por qué estas partículas representan una especie de «muro dimensional»: no existe ninguna magnitud física más pequeña de 10-18 metros.I.B.- Volvamos a nuestra llave. En primer lugar, ahora estamos seguros de que está hecha de vacío. Un ejemplo nos permitirá comprender mejor que el universo entero está esencialmente compuesto de vacío. Imaginemos que nuestra llave crece hasta alcanzar el tamaño de la Tierra. A esa escala, los átomos que componen la llave gigante tendrían apenas el tamaño de cerezas. Pero hay aquí algo más sorprendente aún. Supongamos que cogemos con la mano uno de esos átomos del tamaño de una cereza. Por más que lo examinemos, incluso con ayuda de un microscopio, nos será absolutamente imposible observar el núcleo, demasiado pequeño a esa escala. En realidad, para ver algo sería necesario de nuevo cambiar de escala. Por lo tanto, la certeza que representa a nuestro átomo crece hasta convertirse en un enorme globo de doscientos metros de alto. A pesar de este impresionante tamaño, el núcleo de nuestro átomo no será sin embargo más grueso que una minúscula mota de polvo. Eso es el vacío del átomo.G.B. Detengámonos en este tema desconcertante: la paradoja de una multitud de elementos que desembocan finalmente en el vacío, en lo inaprensible. Para comprenderla, supongamos que quiera contar los átomos de un grano de sal. Y supongamos también que sea lo suficientemente rápido como para contar mil millones de átomos por segundo. A pesar de esta notable hazaña, necesitaría más de cincuenta siglos para realizar el censo completo de la población de átomos que contiene ese minúsculo grano de sal. Otra imagen: si cada átomo de nuestro grano de sal tuviera el tamaño de una cabeza de alfiler, el conjunto de átomos que componen el grano de sal cubriría toda Europa con una capa uniforme de veinte centímetros de espesor.J.G. – El número de individuos que existe dentro de una partícula de materia está tan alejado de lo que nuestra imaginación está acostumbrada a concebir que produce un efecto comparable a cierto terror…I.B. – Sin embargo, reina un inmenso vacío entre las partículas elementales. Si represento el protón de un núcleo de oxígeno por una cabeza de alfiler la coloco encima de esa mesa que hay delante de mí, el electrón que gravita a su alrededor describe entonces una circunferencia que pasa por Holanda, Alemania v España. Por eso, si todos los átomos que componen mi cuerpo se juntaran hasta tocarse, no me verían. Ni a simple vista podría alguien contemplarme: tendría el tamaño de una ínfima mota de polvo de apenas unas milésimas de milímetro. Durante su alucinante inmersión en el corazón de la materia, los físicos se dieron cuenta de que su viaje, lejos de pararse en la frontera del núcleo, desemboca en realidad en el inmenso océano de esas partículas nucleares que hemos designado antes con el nombre de hadrones. Todo sucede como si, después de haber abandonado el río sobre el que teníamos la costumbre de navegar, nos encontráramos frente a un mar sin limites, surcado por olas enigmáticas que se pierden en un horizonte negro y lejano. J.G.- Lo cual podría aplicarse también a lo infinitamente grande. Si volvemos los ojos hacia las estrellas, ¿qué encontramos? Una vez más, el vacío. Un enorme vacío entre las estrellas y, aún más 1ejos, a millones o a miles de millones de años luz de aquí, el vacío intergaláctico: una inmensidad inconcebible, en la que no se encuentra absolutamente nada, excepto, quizá, un átomo vagabundo, perdido para siempre en la oscuridad infinita, silenciosa y glacial. Hay como una similitud entre lo infinitamente grande y lo infinitamente pequeño.G.B.- Excepto en que si las estrellas son objetos materiales, las partículas subatómicas no son pequeñas motas de polvo. Más bien son, como hemos visto, tendencias a existir, o también «correlaciones entre observables macroscópicos». Por ejemplo, cuando un simple electrón atraviesa una placa fotográfica, deja una señal que parece una sucesión de puntitos en forma de línea. Normalmente, tenemos tendencia a pensar que esa «pista» resulta del paso de un único electrón sobre la placa fotográfica, como si una pelota de tenis rebotase sobre una superficie de tierra batida. Pues bien, nada de eso. La mecánica cuántica afirma que la relación entre los puntos que representan un «objeto» en movimiento es producto de nuestra mente: en realidad, no existe el supuesto electrón que ha dejado la señal puntual. En términos más rigurosos y ajustados a la teoría cuántica, postular que una partícula está dotada de existencia independiente es una convención, cómoda sin duda, pero infundada.J.G.- Pero, ¿qué es lo que deja huella en la placa fotográfica?G.B.- Para responder, es necesario que abordemos un nuevo ámbito de la física. Los físicos piensan ahora que las partículas elementales, en vez de objetos, son en realidad el resultado, siempre provisional, de incesantes interacciones entre «campos» inmateriales.J.G.- Hace una treintena de años que oí hablar por primera vez del concepto de campo. Me parece que esta nueva teoría desemboca en un enfoque verdadero de lo real. El tejido que forman las cosas, el último sustrato, no es material sino abstracto: una idea pura cuya silueta sólo es distinguible indirectamente, por un acto matemático. A este respecto, observo que la ciencia rectora, la que nos hace penetrar en el interior de los secretos del cosmos, no es tanto la física como la matemática, o la física matemática. Lo cual es visible en el destino de dos sabios ilustres que cruzaron varias veces mi vida: los dos hermanos Broglie. El mayor, el duque Maurice, era ante todo físico; pero su hermano Louis, matemático de formación, hizo más descubrimientos delante de su pizarra que Maurice en su laboratorio. ¿Por qué? Probablemente porque el universo esconde un secreto de abstracta elegancia, un secreto en el que la materialidad es poca cosa.I.B.- Su intuición se acerca a las soluciones propuestas por la nueva física. Pero, ¿es posible decir algo más a propósito de ese secreto que, a sus ojos de filósofo, se esconde detrás del universo? J.G.- Cuando considero el orden matemático que aparece en el corazón de lo real, mi razón me obliga a decir que lo desconocido que se esconde detrás del cosmos es al menos una inteligencia hipermatemática, calculante y, aunque la palabra no esté bien, relacionante, es decir, fabricante de relaciones, de modo que esa inteligencia debe de ser de tipo abstracto y espiritual. Tras el rostro visible de lo real hay, pues, lo que los griegos llamaban un «logos», un elemento inteligente, racional, que regula, que dirige, que anima el cosmos, y que hace que ese cosmos no sea caos, sino orden.G.B.- Hay que confrontar la descripción de ese elemento estructurante que usted propone con el modo en que hoy se conciben los campos físicos fundamentales.J.G.- ¿Cuál es la naturaleza profunda de esos campos físicos? G.B.- Lo veremos más adelante. Pero antes, creo indispensable delimitar mejor lo que hoy recubre la noción, bastante vaga a fin de cuentas, de partícula elemental. Primero, hay que saber que, en el mundo atómico, no hay en total más que cuatro partículas estables: el protón, el electrón, el fotón y el neutrón. Existen centenares de otras partículas, pero son infinitamente menos estables: se desintegran casi instantáneamente nada más aparecer o lo hacen al cabo de un tiempo más o menos largo.J.G.- Un dato me llama la atención: usted dice que existe un centenar de partículas, todas diferentes…I.B.- A medida que avanzan las investigaciones, se encuentran sin cesar más partículas nuevas, cada vez más fundamentales. En realidad, durante su inmersión en el corazón del núcleo, los físicos han descubierto el inmenso océano de las partículas nucleares que, desde entonces, se acostumbra a llamar hadrones. G.B.- Se impone una precisión: no hay más que tres posibilidades en relación con lo que está detrás de la frontera del núcleo. La primera hipótesis es que la carrera hacia lo infinitamente pequeño puede no tener fin. Desde hace una veintena de años, gracias a los cada vez más potentes aceleradores de partículas, los físicos han identificado una multitud de partículas siempre más fundamentales, más pequeñas, más inestimables, de manera que parece existir un número infinito de niveles sucesivos de realidad. Frente a esta proliferación vertiginosa, que se ha acelerado aún más en estos últimos años, algunos investigadores son hoy presa de una duda: ¿y si, en el fondo, no existiese ninguna partícula verdaderamente «elemental»? ¿No estarán las partículas identificables constituidas por partículas cada vez más pequeñas en un proceso de ajuste que jamás tendrá fin? El segundo enfoque, desarrollado por una minoría de especialistas del núcleo, se basa en la idea de que un día llegaremos a encontrar el nivel fundamental de la materia, una especie de «fondo rocoso», constituido por partículas indivisibles, más allá de las cuales será absolutamente imposible encontrar nada más. Queda, por fin, la tercera hipótesis: en este último nivel, las partículas identificadas como fundamentales serán a la vez elementales y compuestas. En este caso, las partículas estarían constituidas por elementos, pero estos elementos serían de la misma naturaleza que ella. Por poner un ejemplo: todo sucede como si, al cortarla en dos, una tarta de manzana proporcionara dos nuevas tartas de manzana enteras, absolutamente idénticas a la tarta original. Se hiciera lo que se hiciera, en este caso sería imposible obtener dos medias tartas. Este tercer enfoque es el que parece conseguir la adhesión de la mayoría de los físicos nucleares; en especial, ha permitido diseñar la teoría de los quarks. Con los quarks comienza el ámbito de la abstracción pura, el reino de los seres matemáticos. Hasta ahora no ha sido posible comprobar la dimensión física de los quarks: mediante innumerables experimentos de laboratorio, han sido buscados por todas partes en los rayos cósmicos, pero nunca han sido observados. En resumen, el modelo del quark descansa sobre una especie de ficción matemática que, curiosamente, tiene la ventaja de funcionar. I.B.- La teoría de esta partícula hipotética fue propuesta por vez primera en 1964 por el físico Murray Gell-Mann. Según ella, todas las partículas hoy conocidas resultarían de la combinación de algunos quarks fundamentales, diferentes unos de otros. Lo más sorprendente es que la mayor parte de los físicos acepta hoy la idea de que los quarks serán siempre inasibles: permanecerán irreversiblemente confinados «al otro lado» de la realidad observable. Por lo tanto, se reconoce implícitamente que nuestro conocimiento de la realidad está basado en una dimensión no material, en un conjunto de entidades sin modos ni forma, que transciende el espacio-tiempo, cuya «sustancia» no es más que una nube de cifras.J.G.- Eso es una muestra de declaración puramente metarrealista. ¿No tienen esas entidades fundamentales una doble cara? Una, abstracta, estaría en relación con el ámbito de las esencias; otra, concreta, estaría en contacto con nuestro mundo físico. En este orden de ideas, el quark sería una especie de «mediador» entre los dos mundos. G.B.- En apoyo de su intuición, podemos proponer un primer esbozo que, por ahora, parece corresponder muy bien con lo que son los quarks, si es que existen. Hoy comienza a ser conocido en los círculos de la física por el nombre algo misterioso de «matriz S». ¿De qué se trata? Contrariamente a las teorías clásicas, ésta no se esfuerza por describir el quark en sí mismo sino que permite captar la sombra que arroja en sus interacciones. Desde ese punto de vista, las partículas elementales no existen como objetos, como entidades significativas por si mismas, sino que son únicamente perceptibles a través de los efectos que producen. Así, los quarks pueden ser considerados como «estados intermediarios» en una red de interacciones.I.B.- ¿Dónde se detendrá, pues, nuestra búsqueda de los materiales últimos? Quizá sobre tres partículas que parecen constituir ellas solas todo el universo: el electrón y, a sus lados, dos familias de quarks: el quark U (por up) y el quark D (por down), en los que U y D representan un carácter que los físicos han llamado «sabor». Estas tres familias parecen garantizar ellas solas toda la prodigiosa variedad de fuerzas, de fenómenos y de formas que se encuentra en la naturaleza.J.G.- En resumen, estamos al final de nuestro viaje por lo infinitamente pequeño. ¿Qué hemos encontrado en nuestro periplo en torno al corazón de la materia? Casi nada. Una vez mas, la realidad se disuelve, se disipa en lo evanescente, en lo impalpable: la «sustancia» de lo real no es sino una nube de probabilidades, humo matemático. La verdadera cuestión es saber de qué está hecho ese impalpable: ¿qué hay bajo ese «nada» en cuya superficie reposa el ser? Hemos llegado al borde del mundo material. Enfrente de nosotros están esas entidades tenues y extrañas que, con el nombre de «quarks», hemos encontrado en el camino. Son los últimos testigos de la existencia de «algo» que todavía se parece a una «partícula». Pero, ¿qué hay más allá? La observación nos enseña que el comportamiento de los quarks está estructurado, ordenado. Pero, ¿qué lo ordena? ¿Qué es esa huella invisible que interviene por debajo de la materia observable? Para responder, vamos a tener que abandonar todas nuestras referencias, todas las señales sobre las que se apoyan nuestros sentidos y nuestra razón. Por encima de todo, vamos a tener que renunciar a la creencia ilusoria en «algo sólido», de lo cual estaría hecho el tejido del universo.Lo que vamos a encontrar en el camino no es ni una energía, ni una fuerza, sino algo inmaterial, que la física designa con el nombre de «campo». En física clásica, la materia está representada por partículas, mientras que las fuerzas son descritas por campos. La teoría cuántica, al contrario, no ve en lo real más que interacciones, que son transportadas por entidades mediadoras llamadas «bosones». Más exactamente, esos bosones transportan fuerzas y aseguran las relaciones entre las partículas de materia y que la física designa con el nombre de «fermiones», los cuales forman los «campos de materia». Por lo tanto, deberemos recordar que la teoría cuántica anula la distinción entre campo y partícula y, al mismo tiempo, entre lo que es material y lo que no lo es. Dicho de otro modo: entre la materia y su más allá. No se puede describir un campo más que en términos de transformaciones de las estructuras del espacio-tiempo en una región dada; por lo tanto, lo que se llama realidad no es otra cosa que una sucesión de discontinuidades, de fluctuaciones, de contrastes y de accidentes de terreno que, en conjunto, constituyen una red de informaciones. Pero todo consiste en saber cuál es el origen de tal información..