Estética en las ciencias físicas

Estética en las ciencias físicas (El caso Dirac-Einstein) Por Luis Paredes Doctor en Física Universidad de Berlín Luis Paredes

12 de Agosto de 2012

Estética y física teórica Las ciencias físicas en su particular intento de generar un modelo comprensible del mundo han desarrollado a través de su historia métodos de obtención de conocimiento científico con el cual ir contrastando las observaciones del mundo de tal manera de generar un texto y una imagen de este que se corresponda lógicamente con dichas observaciones. Hoy contamos con un método llamado método científico, un sistema que a través de sus instancias de objetividad, inteligibilidad y dialéctica nos dan una aproximación a esto que llamamos realidad física, entendiendo por ésta, en el decir de Albert Einstein, aquella realidad que es medible.

Pero lo que nos ocupa aquí es si en la búsqueda de estas realidades físicas, a través de los diferentes modelos, hay algo más que lógica e intuición matemática. En principio uno podría preguntarse si pueden esgrimirse razones estéticas para preferir un modelo sobre otro cuando ambos dan cuenta

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EX EXPLORACIONES / De los vacíos materiales a los espacios vivenciales en la arquitectura

Conversaciones de pisadas que de igual manera de uncautelosas conjunto el suscrito escuchó a hurtadillas, siguiéndode observaciones o si la emoción las paso a paso, en un entorno de ramajes, estética que provoca un conjunto zarzamoras y zorzales, entretejido por una de ecuaciones simétricas puede intrincada red de caminos y atajos.

En esta ser usada como un argumento precisa ocasión, iba yo, siguiendo el ritmo de que sedeestá en pensadores, el “sendero caminante estos dos siemcorrecto”. pre algo más atrás y no exactamente por el mismo sendero. A hurtadillas, de tronco en

y de arbusto arbusto, deestéticostado, Latronco utilización deenfactores paraen poder de la mejor cos la escuchar construcción demanera los esta conversación meditado.

Pero senderos que a ritmo llevan a los veamos ahora qué fue lo que pude oír dudescubrimientos/invenciones rante quince tramos, verdaderas travesías de la ciencia ha sido de uso dialogantes, por la Selva Negra alemana. frecuente.

A comienzos del siglo (Foto 1) XX la introducción de estos factores fue clave en la aceptación Registro de la secuencia de los quince de la Teoría de lacaminante Relatividad tramos de diálogo en la de “Selva Negra” alemana, referidos a la arquiAlbert Einstein, en consecuencia tectura : pareciera que el sentido de la belleza y el uso de la imaginaTramoson primero.

Después de un largo tración elementos comunes, yecto con ímpetu de inicio y en medio del tanto al desarrollo de la ciencia, silencio solemne del bosque Schwarzwalcomo del arte. diano, AH. sugiere al maestro que:

“Einstein va aún más lejos La obra de arquitectura, anterior a su al ocupación y destino de uso,realizar se nos presenta afirmar que para un como un conjunto de “vacios” y de descubrimiento científico se soportes necetecnológicos, distribuidos según determinasita un cierto estado de “enamorados propósitos programático-funcionales miento” y en esterealidad sentido ya de uso. Esta primera antees nosotros clásico el ejemplo Vorhandenheit”, de Erwin vale decir, como una presencia, Schrödinger, uno de aunque los todavía incierta, de de pre-existencias físicofundadores la mecánica formales y tecnológicas. Las que se revelan cuántica, descubridor de la ante nuestras sensibilidades y razonamienfamosa ecuación que hoy lleva tos para permitir el despliegue de actividasudesnombre y cuya inspiración, y aconteceres, casi siempre, más bien implícitos explícitos, en relación a una según el que mismo lo contara años progresiva compenetración más tarde,manipulación, le fue dada cuando se y uso reiterado en esas estructuras espaciaencontraba en una aventura les y materiales. Siempre con el propósito amorosa en los de Alpes suizos reiteracon de lograr vínculos interactividad suda. amante”.

Tramo segundo:

bastón, se inclina Elsu caso Direc

hacia adelante y mirando a AH., le contesta:

Para Paul Dirac, uno de los físicos Para el proceso proyectual en arquitectura, importantes desarrollo dereferila esta realidad, en a lael que usted se ha mecánica cuántica, do, se nos plantea como los una concepoportunidad, tos belleza, simplicidad y a la de manera, de un “imaginario de futuro”, armonía tambiéncapaun destinadodebían a idear jugar pre-existencias de pre-acondicionar “vacios”, rolces primordial llegado eldichos momento para quealpuedan a los usuarios en que estar acoger en la frontera del y así proporcionar las interacciones conocimiento uno buscaba,queennecesariamente desencadenanun y sendedemandan medio de la oscuridad, los aconteceres del habitar humano. Esro que finalmente llevara a la luz toy hablando aquí del surgimiento de las de un descubrimiento. El propio “Zuhandenheiten Dirac pudo predecir, siguiendo saria apropiación y acomodo en la obra este tipo de argumentos, la la construida. En este proceso intentamos existencia de la antimateria confirmada años más tarde.

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Paul Dirac (1902-1984) físico británico que contribuyó de forma fundamental al desarrollo de la mecánica cuántica y la electrodinámica cuántica. Ha sido considerado un genio de su tiempo, a la altura de Newton o el mismo Einstein. Compartió el premio Nobel de física de 1933 con Erwin Schrödinger, por el descubrimiento de nuevas formas productivas de la teoría atómica. De personalidad tímida y a momento controversial, su obra parece estar recientemente siendo considerada (Nota del Editor)

En este mismo sentido Paul Dirac, experimental que se ha hecho usando principios de simetría y de ella aún no se ha encontrado. simplicidad de un alto contenido Aquí, entonces, la bella teoría de estético descubrió las leyes de la Dirac no funciona. mecánica cuántica relativista, la cual es una generalizaciónFigura de2.la Si nos remontamos a comienzos Edmund Husserl (izquierda) y el joven Martin Heidegger (hacia 1923) mecánica cuántica que se hace del siglo XVII, Galileo había absolutamente necesaria para consignado que el sol tenía mancomprender el comportamiento chas sobre su superficie y Kepler nes, justamente aquellas necesarias para La “Zuvorkommenheit” es una noción cende las partículas que viajan con había mostrado que las órbitas sustentar y expresar nuestras identidades tral para entender el vínculo y la articulavelocidades próximas a la de la de los planetas en torno al sol y modos propios. Buscando una cotidiación entre aquello que se ha predispuesto luz, es decir, deasegurar 300 milloskilómetros elipses en(Vorhandenheiten) vez de círculos neidad capaz de aconteceres eran proyectualmente y que por segundo.

Siguiendo por este perfectos y, en este sentido, se necesarios para el logro de una creciente camino y aque la pasa luz de éxitos perdido lasdeposiciones “familiaridad”, a serlos parte inalie- habían una obra concreta arquitectura.del En la obtenidos, Dirac posteriormente disco solar sin máculaunyperfecto el círculo nable de nosotros mismos. perspectiva de asegurar enlace entre lo predispuesto y tanto el posterior acercay también por razones estéticas como privilegiados desde Tramo tercero: ahonda el silencio y acostumbramientos modifica las Seecuaciones de y el miento, punto apropiación de vista filosófico como prosiguen los pasos caminantes en un rit- estético.

(Zuhandenheiten) que tenemos los usuaMaxwell (conjunto de cuatro No obstante, el concepmo casi al unísono.

Inspirando profundaecuaciones que describen total- to de belleza se había desplaza- mente el aire puro, AH. continua: del grado de convergencia, pensada mente los fenómenos electro- dopecto desde las soluciones hasta los primero en el proyecto, para pasar a ser magnéticos) para hacerlas más principios más generales de los En esa perspectiva, la obra construida nos posteriormente parte constitutiva de una simétricas.

No obstante, este cuales se deducen estas solucio- debiera proporcionar un conjunto de “Zuexceso de simetría impuesto que pronto se encontrarían vorkommenheiten”.

Estoy pensando aquí nes senta el factor de convergencia que el munsobre conjunto demisma ecuaciones ecuaciones movimienen todoelaquello que esa obra cons- endolas espacial, material yde técnico de la arquiimplicaba la aexistencia de“pone unaal to tectura de Isaac Newton.

Tenemos asíque truida nos “pone la mano” y nos debería proporcionarnos para ojo”, como intentando adelantarse a nues- unella pueda perfectamente nueva partícula que se denomicaso de ser traslación de lacongruente belletrasmonopolo propios impulsos, intuicionesely cual aspira- za.con nuestros requerimientos, subjetividanó magnético, des y aspiraciones de vida cotidiana. aciones. pesar de la gran búsqueda

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Pronto los científicos se dieron cuenta de que esto es necesariamente así. El valor estético de un conjunto de ecuaciones siempre será más alto que el de sus soluciones y esto debido al hecho de que se necesita de un conjunto de condiciones iniciales o de frontera para obtener dichas soluciones; en consecuencia, dichas soluciones tendrán un menor número de simetrías que el conjunto de ecuaciones originales y, de aquí, que su valor estético sea menor.

“Dirac, en el año 1963 declaraba que la belleza de las ecuaciones es más importante que su acuerdo experimental. Esta afirmación claramente opuesta al empirismo de la época reivindicaba la intuición física y los criterios estéticos como factores directores en la búsqueda de la comprensión del mundo. Quizás es en este sentido que puede afirmarse que el camino a la Verdad pasa por el reino de la Belleza”.

Dirac fue un gran defensor del valor estético como criterio confiable para buscar realidades más allá de lo aparente lo que le da a la realidad un cierto carácter de uniformidad y de accesibilidad a través de otras formas de acercamiento que también implican creatividad e imaginación. Este ha sido el camino que han seguido todos aquellos que ven posibilidades de que la ciencia, el arte y la literatura puedan generar espacios de acción convergentes que permitan una mejor comprensión del mundo en que vivimos.

El caso Einstein Sabido es que el año 1905 Albert Einstein publica su trabajo Zur Elektrodynamik Bewegter Körper (Sobre la Electrodinámica de los Cuerpos en Movimiento), obra fundamental de su pensamiento en la cual exponía lo que hoy se conoce como relatividad espe-

cial. La electrodinámica trata de la evolución temporal de sistemas en los cuales interactúan campos eléctricos y magnéticos con cargas en movimiento. Es interesante notar que Einstein comienza este trabajo haciendo mención a ciertas asimetrías que no parecen ser propias de los fenómenos descritos. Nuevamente aquí tenemos

el argumento estético.

En este trabajo la audacia de Einstein adquiere un elevado vuelo debido a que, por una parte, desafía los conceptos tradicionales de espacio y tiempo y, por la otra, el concepto filosófico imperante en la época que es el empirismo. Hasta este momento cada vez que se

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tenían desacuerdos entre la teoría y las observaciones se abandonaba entonces la teoría, pero nunca se dudaba de los conceptos. Heisenberg, el creador del principio de incertidumbre que lleva su nombre, uno de los pilares de la mecánica cuántica, en una carta a Einstein decía que la naturaleza nos conducía a formas matemáticas de gran belleza y simplicidad que nos hablaban de una característica real de esta y, en consecuencia, la introducción de criterios estéticos adquiría plena validez en la búsqueda de la comprensión del mundo.

Volvamos al trabajo de Einstein del año 1905. Hablábamos de la constatación de ciertas asimetrías formales y no en algún problema que hubiese surgido por la no correspondencia entre la teoría y algún dato observacional. Es curioso esto debido a que en muchos textos de física se enseña que el célebre resultado negativo del experimento de Michelson y Morley que pretendía medir el desplazamiento relativo de la Tierra respecto del éter estuvo en la génesis de la teoría de la relatividad. Sin embargo, el trabajo de historiadores de la física del siglo XX y, en particular, de aquellos que tuvieron acceso a los documentos de Einstein al cumplirse en el año 2005 los cien años de la relatividad, muestran claramente que fueron argumentos estéticos los que siguió Einstein en la génesis de su primera obra cumbre y en absoluto la no correspondencia entre los resultados de la teoría y las observaciones del experimento citado.

Adicionalmente a esto cabe notar el hecho de que la teoría del electrón de Lorentz incluía once hipótesis ad-hoc, en cambio la teoría de Einstein, aparte de dos hipótesis básicas incluía cuatro hipótesis auxiliares, ninguna de ellas ad-hoc.

Un aspecto interesante a considerar es la profunda convicción que Einstein mostraba respecto de los

argumentos estéticos y de la profunda base en la cual sentía que estaba su teoría. Cuando en el año 1925 supo que se había hecho un nuevo experimento en el cual se mostraba ahora un resultado positivo para el experimento de Michelson, lo que sin duda era un problema para su teoría de la relatividad, sólo comentó que estaba seguro de que el resultado positivo se debía a un error de temperatura, hecho que fue corroborado muchos años después en 1955.

Cabe destacar que lo que nos muestra el desarrollo de la Teoría de la Relatividad es que cuando hay una revolución en ciencia, el compromiso adoptado por los científicos en ese momento revolucionario está en gran medida basado en la intuición física con respecto a los conceptos que pueden adscribirse a lo que se llama realidad. Finalmente es el tiempo y las investigaciones hechas las que van determinando el carácter de dicha realidad. Hay ejemplos exitosos en la ciencia y la relatividad es uno de ellos aún cuando cabe destacar que también existen ejemplos no exitosos como la Teoría del Estado Estacionario propuesta el año 1948 por Fred Hoyle, Thomas Gold y Hermann Bondi la cual pretendía dar una explicación alternativa al modelo del Big Bang diciendo que el universo se mantenía uniforme en el espacio y en el tiempo. Finalmente el Big Bang terminó imponiéndose como modelo de creación del universo. Durante el año 2001 en una conferencia dada por Hermann Bondi en Cardiff acerca de la evolución de su pensamiento tuve la oportunidad de preguntarle acerca de las motivaciones que habían llevado a la propuesta del estado estacionario como mecanismo alternativo al big bang, a lo cual Sir Hermann Bondi me respondió que una de las principales era el argumento estético ya que un universo perenne estaba asociado para sus autores a un concepto de eterna belleza.

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Como argumento final en contra de la idea establecida de que el experimento de Michelson y Morley estuvo en la génesis de la Teoría de la Relatividad puede citarse la conversación sostenida por el físico Robert S. Shankland en el año 1950 y citada por Abraham Pais en su libro El señor es sutil, la vida y la ciencia de Albert Einstein, en el cual narra que fue el propio Einstein quien le comentara al físico Shankland que los resultados experimentales que más habían influido en el para la generación de la relatividad eran las observaciones sobre la aberración estelar (1727) y las mediciones de Fizeau (1851) de la velocidad de la luz en agua en movimiento y que esto había sido suficiente.

Einstein nunca desconoció el valor de la epistemología en su relación con la ciencia llegando a decir

que el científico podría parecer a los ojos de un epistemólogo como un oportunista inescrupuloso ya que aparecía como realista cuando buscaba describir un mundo independiente de los actos de percepción, aparecía como idealista cuando concebía las teorías como invenciones libres del espíritu humano sin deducción lógica de los datos experimentales, aparecía como positivista cuando consideraba sus teorías como justificadas solamente en la medida en que proveen una representación lógica de las relaciones entre experiencias sensoriales. Aparece incluso el científico como platónico o pitagórico en tanto considera la simplicidad lógica como un punto de vista indispensable y efectivo como herramienta en su investigación.

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“El propio Einstein declaró en más de una oportunidad que fueron sus conversaciones sobre física, filosofía y estética con su amigo de la juventud, Michel Besso, las que lo condujeron a la génesis y desarrollo de la Teoría de la Relatividad.

En las cartas que se intercambiaron hasta el final de sus días hay continuas referencias a la música, en particular a Bach, Mozart y Beethoven. El platonismo estaba con frecuencia en las conversaciones que sostuvieron en el tiempo llevando a Einstein a considerar la belleza como una parte intrínsecamente necesaria para el desarrollo de las teorías científicas”.

relación, entre otras, con el nacimiento y futuro del universo. Y es a través de este mismo pensamiento abstracto, que al ser usado como una herramienta en el intento de acceder a las más profundas realidades de la naturaleza, que finalmente podremos encontrarnos con nuevas e imaginativas formas de acceder a la realidad, tal como ocurrió con el devenir de las ideas de pensadores como Einstein y Dirac.

Desde el nacimiento del pensamiento, la natural inquietud humana lo ha llevado a preguntarse por el trasfondo final del mundo fenoménico en el cual vivimos. La búsqueda de este sentido trascendente de las cosas que habitan el mundo y del mundo que habita en las cosas, ha sido generado por la esperanza de que detrás de esta realidad exista un mundo menos efímero que facilite nuestra comprensión acerca del porqué de nuestro vivir, ligado indisolublemente a nuestro fin como seres para la muerte en el decir de Heidegger.

En la búsqueda antes señalada el camino indicado por Dirac y Einstein con sus intuiciones y fondos estéticos permiten que el pensamiento acceda directamente a las leyes de los fenómenos, leyes que evidentemente forman parte de esa realidad menos efímera. De este modo obtenemos respuestas parciales al tema de la estructura final de la naturaleza y su realidad asociada más allá de lo aparente y lo efímero.

En este caminar de las ciencias físicas hacia el pensamiento abstracto nos volvemos a encontrar nuevamente con aquellas problemáticas de la filosofía que nos acompañan desde la era presocrática y estas guardan

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