Visión unificada de la ciencia

Rara vez una bella teoría no ha superado la prueba de la falsación

ALBERTO REQUENA

Todo parece indicar que las explicaciones sencillas son las mejor aceptadas. La belleza de las teorías, en opinión de grandes líderes científicos, es prevalente. Rara vez una bella teoría no ha superado la prueba de la falsación. Hay muchos ejemplos. Einstein y Dirac eran firmes partidarios de esta posición. El principio de parsimonia, de economía o más conocido como la navaja de Ockham, establece, como principio metodológico y filosófico que, en igualdad de condiciones, la explicación más sencilla suele ser la más probable. No es un principio que actúe como árbitro, pero sí se le otorga el papel de guía para valorar los modelos teóricos. Añade como apéndice que pudiera ser la propuesta más probable, pero no necesariamente la más certera. Las evidencias son las que, finalmente, deciden.

Lo que, en todo caso, resulta muy común es buscar en los desarrollos científicos sencillez, simplicidad conceptual. La unicidad de las teorías descarta los dualismos. La primera unificación vino de la mano del trabajo de Maxwell con los campos eléctricos y magnéticos. El campo llenaba todo el espacio y se concebía como un todo continuo. La dualidad volvía a aparecer de nuevo al considerar los átomos gobernados por las leyes de la mecánica de Newton. Por pequeños que fueren, eran entidades limitadas espacialmente, por tanto, entidades discretas, no continuas, como se describiría por un campo clásico. Luz y materia no estaban en pie de igualdad. Era fascinante y se ha mantenido como tal durante mucho tiempo, no solo en el ámbito científico, sino en el artístico y el filosófico. Era necesario encontrar una teoría unificada. Fotones, átomos, electrones y todas las partículas conocidas quedaban descritas por las mismas estructuras matemáticas. Todas eran partículas, porque eran discretas y sus propiedades eran reproducibles. Pero en Mecánica Cuántica las partículas no tienen, no pueden tener, una posición definida en el espacio, sino que lo único que podemos obtener es una distribución de probabilidad, y esa distribución de probabilidad la contiene el cuadrado de lo que se denomina la función de onda, que no es otra cosa que el campo que llena todo el espacio.

Las partículas cuánticas son muy distintas de las partículas clásicas, hasta el punto de que no debieran llamarse igual. La unificación cuántica de la radiación y la materia es limitada. Cuando se consideran conjuntos de partículas idénticas y se estudia su comportamiento vuelve a aparecer el dualismo. Aparece una división en el mundo de las partículas: los bosones y los fermiones. Los primeros, denominados en honor de Bose, y los segundos en honor de Fermi. Todas las partículas cuánticas son de uno u otro tipo. Pero las interacciones entre ellos son muy distintas. Los bosones presentan conductas 'socializadas', les gusta comportarse todos del mismo modo. Técnicamente considerado, los bosones idénticos son los que más probabilidad tienen para ocupar el mismo estado cuántico. Gracias a esta característica, los láseres pueden existir como haces de radiación, que son fotones de la misma longitud de onda, con igual dirección y producidos mediante emisión estimulada.

Máximo interés

Los fermiones son mucho más 'individualistas', pues no pueden ocupar más de dos el mismo estado cuántico, como dictamina el principio de exclusión de Pauli. Los electrones son fermiones y es la clave de que exista la Tabla Periódica. Como están cargados negativamente, resultan atraídos por las cargas positivas de los núcleos, pero entre ellos se evitan mediante un mecanismo eficiente y simple, coexistiendo muchos de ellos en torno a los núcleos. De esta forma se construyen las configuraciones que convierten a la Química en un ámbito de máximo interés.

Estos dos reinos se pueden unificar en la supersimetría, en la que cada partícula cuántica tiene un 'supersocio' en el reino opuesto. El del bosón es el fermión, y viceversa. Los 'supersocios' tienen la misma carga eléctrica y otras propiedades y difieren en la masa y en el espín. Es una teoría lógica y una especie de extensión de la Física conocida. No hay una evidencia directa todavía de su existencia. El trabajo de los colisionadores de hadrones se está ocupando de ello en estos momentos.

 

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