Murray Gell-Mann - El quark y el jaguar

No tenemos ningún reparo en afirmar que El quark y el jaguar es sin duda alguna uno de los libros de ciencia más importantes de las últimas décadas. Su autor, Murray Gell-Mann , que recibió el Premio Nobel de Física en 1969, es precisamente el descubridor del quark, partícula del átomo de la que están formadas todas las demás partículas, y El quark y el jaguar es el libro en el que expone cómo ha vivido y sigue viviendo esa aventura intelectual entre lo simple y lo complejo.

Un quark en un átomo es algo simple; un jaguar en la noche de la selva es algo complejo. A partir de esta comprobación, Gell-Mann reflexiona acerca de la complejidad, ese nuevo reto de la física y la matemática que mantiene expectantes a los estudiosos de otras disciplinas menos duras como, por ejemplo, la biología, la economía, la arquitectura, el arte y la psicología.

El quark y el jaguar es un libro fundamental para comprender la naturaleza de ese reto, porque investiga las conexiones entre las llamadas leyes fundamentales de la física y la asombrosa complejidad y diversidad del mundo natural que nos rodea. Gell-Mann maneja la analogía y la paradoja con agilidad y brillantez, y se plantea preguntas tan sorprendentes como ¿qué hay de común entre un niño que aprende su lengua materna y una cepa de bacterias defendiéndose de un antibiótico?, o ¿en qué se parecen el investigador científico que tantea nuevas teorías y el artista que duda delante de su obra?

Título original: The Quark and the Jaguar: Adventures in the Simple and the Complex

Murray Gell-Mann, 1994

Traducción: Ambrosio García Leal & Romualdo Pastor

Retoque de portada: AlNoah

Editor digital: Rob_Cole

Primer editor: AlNoah (r1.0 a 1.1)

Corrección de erratas: odinokij

ePub base r1.2

Para Marcia

MURRAY GELL-MANN (Nueva York, Estados Unidos, 15 de septiembre de 1929). Físico teórico estadounidense, ganador del Premio Nobel de física en 1969 por su trabajo en la teoría de partículas elementales. Fue el responsable de introducir el concepto de «quark» como constituyente de los hadrones (protones, neutrones y otras partículas sometidas a la fuerza nuclear fuerte).

Es catedrático emérito de Física Teórica en el California Institute of Technology, miembro distinguido y cofundador del Santa Fe Institute, catedrático del Departamento de Física y Astronomía de la University of New Mexico, y profesor (Presidential Professor) de Física y Medicina en la University of Southern California.

Es bueno para nosotros, el caos y el color, quiero decir.

MARCIA SOUTHWICK, Why the River Disappears

El quark y el jaguar no es una autobiografía, aunque de hecho contiene recuerdos de mi infancia y anécdotas sobre colegas científicos. Tampoco trata de mi trabajo en el campo de los quarks, pese a que gran parte del libro está dedicada a reflexiones sobre las leyes fundamentales de la física, incluido el comportamiento de dichas partículas. Espero escribir algún día una autobiografía científica, pero el propósito en este volumen es presentar al lector mi propia visión sobre una síntesis que está emergiendo en los límites de la investigación acerca de la naturaleza del mundo que nos rodea: el estudio de lo simple y lo complejo. Este estudio está empezando a reunir, con una nueva perspectiva, material procedente de muy diversos campos de las ciencias físicas, biológicas y del comportamiento, e incluso de las artes y humanidades. El enfoque que conlleva facilita el descubrimiento de conexiones, en ocasiones entre hechos o ideas que a simple vista parecen muy alejados entre sí. Más aún, está empezando a dar respuesta a algunas de las preguntas que muchos de nosotros, científicos o no, continuamos haciéndonos sobre el verdadero significado de lo simple y lo complejo.

Este libro está dividido en cuatro partes. En la primera, comienzo refiriendo algunas experiencias personales que me condujeron a escribirlo. Dando largos paseos por las selvas tropicales, estudiando los pájaros y planeando actividades conservacionistas, comenzó a tomar cuerpo en mí la idea de compartir con los lectores mi creciente conciencia de los vínculos entre las leyes fundamentales de la física y el mundo que vemos a nuestro alrededor. Durante toda mi vida me ha apasionado explorar el reino de los seres vivos, aunque mi dedicación profesional ha estado principalmente orientada hacia la investigación de las leyes fundamentales. Estas leyes, subyacentes a toda ciencia (en un sentido que se discutirá en las páginas que siguen), a menudo parecen completamente ajenas a la experiencia, incluyendo gran parte de la propia de otras ciencias distintas de la física. Al reflexionar sobre cuestiones relacionadas con lo simple y lo complejo percibimos conexiones que nos permiten establecer vínculos entre todos los fenómenos de la naturaleza, desde los más sencillos a los más complicados.

Cuando mi esposa me leyó el poema de Arthur Sze donde menciona el quark y el jaguar, me chocó de inmediato lo bien que ambas imágenes se ajustaban a lo que yo quería tratar. Los quarks son los ladrillos básicos que componen toda la materia. Todo objeto que vemos está constituido de quarks y electrones. Incluso el jaguar, ese antiguo símbolo de fuerza y ferocidad, es un manojo de quarks y electrones, ¡pero qué manojo! Exhibe una enorme complejidad, resultado de miles de millones de años de evolución biológica. Sin embargo, ¿qué significa exactamente la complejidad en este contexto, y cómo surgió? Ésta es la clase de cuestiones que este libro trata de responder.

El resto de la primera parte está dedicado a las relaciones entre conceptos diversos de simplicidad y complejidad, así como a los sistemas complejos adaptativos —aquellos que aprenden o evolucionan del mismo modo que lo hacen los seres vivos—. Un niño que aprende su lengua materna, una bacteria que desarrolla resistencia a los antibióticos y la empresa científica humana son ejemplos de sistema complejo adaptativo que se discuten. También se discute el papel de la teoría en la ciencia, así como el problema de cuáles son las ciencias más fundamentales, junto con la cuestión relacionada de lo que se entiende por reduccionismo.

La segunda parte trata de las leyes fundamentales de la física, aquellas que gobiernan el cosmos y las partículas elementales a partir de las cuales se compone toda la materia del universo. Aparecen aquí por derecho propio los quarks, así como las supercuerdas, que ofrecen por primera vez en la historia una seria posibilidad de teoría unificada de todas las partículas e interacciones de la naturaleza. La teoría de las partículas elementales es tan abstracta que mucha gente encuentra difícil seguirla incluso cuando, como aquí, se la explica sin recurrir a las matemáticas. Para algunos lectores quizá sea aconsejable saltarse estas secciones, especialmente los capítulos 11 (sobre la interpretación moderna de la mecánica cuántica) y 13 (sobre el modelo estándar de las partículas elementales, quarks incluidos). La no lectura de estos capítulos, o incluso de toda la segunda parte, no impide el seguimiento de las partes restantes. Resulta irónico que una parte del libro consagrada a explicar por qué las teorías físicas fundamentales son simples pueda resultar, sin embargo, demasiado difícil para muchos lectores. ¡Mea culpa! Esta segunda parte concluye con un capítulo sobre la flecha o flechas del tiempo, y culmina con un comentario acerca de por qué siguen apareciendo más y más estructuras complejas, ya sean sistemas complejos adaptativos, como la evolución biológica, ya sean sistemas no adaptativos, como las galaxias.