Una teoría del universo inspirada en la belleza

Los primeros filósofos griegos –mejor conocidos como los Presocráticos– comenzaron a desarrollar sus teorías formulando preguntas sobre el origen y el funcionamiento del universo. Anhelaban entender la existencia propia y la del mundo, y, sorprendentemente, alrededor del siglo VII y VI a. C. alcanzaron una profunda sabiduría. Tales, por ejemplo, concluyó que el agua es el sustento de la vida y, a la vez, el principio de todas las cosas; Heráclito reflexionó sobre el constante cambio de la naturaleza, y Anaximandro describió el principio del cosmos como ilimitado e indefinido. Lo llamó a-peiron.

(También le puede interesar: Mente, ciencia e inteligencia artificial)

Ese deseo de entenderlo todo fue heredado por los físicos modernos y contemporáneos, entre ellos, el nobel Frank Wilczek. En 2015 el físico norteamericano publicó El mundo como obra de arte, un libro en el que sustenta la hipótesis de que el universo se rige por las ideas de belleza. Esa creencia le ha servido de guía a lo largo de su exitosa carrera, y lo llevó a su más notable descubrimiento: la teoría de la fuerza nuclear fuerte, una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza.

A comienzos de los 70, poco se sabía sobre las partículas del núcleo atómico y la potente fuerza que las unía. Wilczek tanteaba a ciegas en busca de una explicación. A su favor tenía la intuición de que debía buscar una ecuación bella, “que tuviera cierta simplicidad y elegancia matemática”, contó en una entrevista con el medio whyarewehere.tv. “Si considerábamos ecuaciones complicadas, no teníamos suficiente data para resolverlas. Nuestra única esperanza era guiarnos por la idea de belleza”. Y tenían razón; en 2004 fue galardonado con el Nobel de Física por ese trabajo.

La belleza suele definirse con adjetivos como ‘simétrica’, ‘armónica’, ‘equilibrada’ y simple’. La física también la describe así. La relaciona con la simetría, entendida como cambios que en realidad no implican una modificación, y con la simplicidad, que se refiere a aquellas fórmulas que mágicamente resultan explicando una multiplicidad de fenómenos naturales. Wilczek usa el ejemplo del círculo para explicar lo primero: al hacerlo rotar sobre su centro, cada punto de su circunferencia se mueve, y, sin embargo, el círculo permanece igual. Según el físico, a la naturaleza le gustan esas ecuaciones que no varían a pesar de ciertas transformaciones. Para hablar del segundo trae a colación una poética cita del físico alemán Heinrich Hertz: “Estas ecuaciones matemáticas saben más que nosotros, incluso más que quienes las descubrieron”. Su aporte al entendimiento humano va más allá de lo anticipado por su creador.

A lo largo del libro, el científico presenta ejemplos de teorías y ecuaciones inspiradas en los principios de la belleza. Explica el famoso Teorema de Pitágoras sobre los triángulos rectángulos; habla de las ecuaciones de Maxwell, que describen los fenómenos electromagnéticos y al escribirse de forma pictórica parecieran representar un baile, y profundiza en el trabajo del nobel Paul Dirac para lograr la difícil tarea de escribir una ecuación que combinara la teoría cuántica y la relatividad especial para describir el comportamiento de los electrones. Guiado por la belleza de lo simple, Dirac inventó una fórmula que no solamente resolvió el problema, sino que además predijo la existencia de las anti-partículas de los electrones, conocidas como positrones.

El avance de la física hacia los reinos subatómicos aumentó la práctica de buscar ecuaciones basándose en las ideas de belleza. “Son cosas muy alejadas de la cotidianidad”, explicó en entrevista en el programa OnBeing. “Por ello, especulamos basándonos en lo que sería una ecuación bella y lo que organizaría las cosas en patrones ordenados. Y hemos descubierto que funciona, sobre todo, con notables casos a lo largo de los siglos XX y XXI. No es una mera ilusión”.

Por supuesto, no todas las teorías que dan cuenta del universo son bellas, y aún falta mucho por explicar. Sin embargo, esos místicos descubrimientos sobre la profunda y sabia belleza de la naturaleza lo motivan a él, y a otros, a seguir buscando respuestas.

CRISTINA ESGUERRA MIRANDA