La belleza como guía para la ciencia

09 de Enero del 2009 a las 16:03:47 0 Leído (332)

Muchos de los descubrimientos científicos han sido inspirados en un sentido de lo estético. La belleza y simetría ocultas en las matemáticas, han servido de guía para el investigador, algunas veces en aparente contradicción con los mismos experimentos y el sentido común. En este breve ensayo, intentaremos mostrar algunos ejemplos de grandes científicos que han experimentado ese sentido de lo estético en la creación de sus teorías. Hablaremos asimismo, de nuestra propia experiencia, apenas como una modesta referencia vivencial.


INTRODUCCIÓN
Probablemente para muchos les parecerá extraño que el criterio de belleza haya c contribuido al desarrollo de la ciencia. Pues la verdad es que muchos científicos a través de la historia han elaborado sus teorías guiados por un sentido de la estética.

Uno de los ejemplos más notorios es el de Einstein, creador de la teoría de la relatividad. Inspirado en un concepto de simetría y belleza, Einstein seleccionaba entre una variedad de soluciones a sus ecuaciones de campo, aquellas que a su criterio le parecían más estéticas. Indudablemente la simetría juega un rol fundamental. A medida que la ciencia ha ido avanzando en su conocimiento de la naturaleza, ha descubierto simetrías ocultas en las leyes que la gobiernan. Hay una profunda conexión entre la simetría geométrica y las leyes de conservación de la física. En un sistema aislado, la energía, la cantidad de movimiento y el momento angular permanecen invariables en el tiempo Las leyes de conservación derivan de las leyes de Newton, y su posterior reformulación por los matemáticos Lagrange y Hamilton, revelaron la presencia de esa simetría.

Esta simetría se nos revela precisamente a través del lenguaje matemático. Las matemáticas poseen en sí mismas una belleza que muchas veces permanece oculta a los ojos del profano. En sus extraños y sofisticados símbolos, se esconde la belleza que nos inspira una melodía, una pintura o una poesía. Y en ese íntimo vínculo con la naturaleza, se nos manifiesta en toda su grandeza. El gran matemático Poincaré, el astrofísico Paul Davis y el filósofo Francisco Miro Quesada, entre otros, han expresado el mismo concepto. Para algunos filósofos, la belleza sólo existe en función del objeto. En este caso, el objeto es una ecuación matemática. En el proceso de creación de una teoría científica, las ecuaciones surgen como consecuencia de este proceso, y la belleza que captamos en ellas, nos inducen a concluir que nos encontramos en la dirección correcta. Al término de esta elaboración, obtenemos una ecuación final cuya contemplación nos produce el mismo efecto que la culminación de una obra de arte. En este sentido decimos que la belleza es una guía para la ciencia.

Las ecuaciones de Maxwell, por ejemplo, que fusionan la electricidad y el magnetismo en una sola fuerza, el electromagnetismo, poseen una belleza y elegancia intrínsecas. Las simetrías de Lorentz - Poincaré en la teoría de la relatividad, o la simetría de los grupos de Lee, que inspiraron el desarrollo de la cromodinámica cuántica y cuyos creadores fueron galardonados recientemente con el Premio Nobel de física, constituyen sólo algunos ejemplos de la importancia de las matemáticas y los conceptos de belleza y simetría en el desarrollo de la ciencia contemporánea.

El notable matemático y Premio Nobel de física, Paul Dirac, llegó a afirmar que la belleza de una teoría científica es más importante aún que la prueba experimental. Dirac tenía sus motivos: cuando desarrolló su ecuación de onda para el electrón, incorporando la teoría de la relatividad, descubrió que debía existir una partícula semejante al electrón pero con carga eléctrica positiva, es decir un antielectrón o positrón como se le bautizó posteriormente. Su ecuación de onda poseía una simetría más poderosa que la ecuación de onda de Schrödinger y fue calificada como una verdadera obra de arte. No obstante, algunos científicos la acogieron con escepticismo. Heisenberg, Premio Nobel de física y descubridor del famoso principio de incertidumbre, llegó a afirmar que Dirac había escrito el capítulo más triste de la física moderna. A pesar de ello y la presión de algunos colegas, Dirac no se amilanó. Sin embargo, hubo que esperar algunos años hasta que Anderson, un físico experimental, demostrara en su laboratorio la existencia del positrón. Dirac tenía razón.

Cuando a Einstein le comunicaron la noticia de la confirmación de su teoría general de la relatividad, referente a la desviación de los rayos de luz de una estrella lejana por efecto del campo gravitatorio del sol, durante la observación de un eclipse solar en Brasil, a cargo de una expedición liderada por Eddington, no se sorprendió; tal era el poder de convicción en sus ecuaciones y su belleza intrínseca, que no podía esperar otro resultado. No obstante este supremo logro intelectual, a Einstein se le concedió el Premio Nobel no por su teoría de la relatividad, sino por su explicación del efecto fotoeléctrico, lo que representó un gran aporte a la mecánica cuántica, con la que, paradójicamente, jamás estuvo de acuerdo hasta el fin de sus días. "Dios no juega a los dados", fue su famosa frase con la que se refirió al principio de incertidumbre de Heisenberg. Quedará registrada para la historia su polémica con Bohr, otro brillante físico y Premio Nobel, uno de los grandes pilares de la mecánica cuántica.

Pero la estrecha relación entre la belleza, las matemáticas y la naturaleza fue descubierta por los sabios de la antigüedad. Ya Pitágoras nos hablaba de la armonía de las esferas, en alusión a los planetas, y de las cuerdas vibrantes con sus relaciones matemáticas precisas, de modo que produjeran sonidos agradables al oído. Cuando los pitagóricos descubrieron los números irracionales, guardaron el secreto, pues no querían que el mundo supiera que Dios, siendo perfecto, hubiera sido capaz de crear tal aberración. Dios hace geometría, afirmaba Platón.

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