Stephon Alexander - El jazz de la física

Se me ocurrió por intuición, y la música fue la fuerza que la impulsó. Mi descubrimiento fue el resultado de la percepción musical.

Albert Einstein (sobre cómo concibió

su teoría de la relatividad)

Y valoro por encima de todo las analogías, mis maestras más fiables. Conocen todos los secretos de la naturaleza, y donde menos deberían ignorarse es en geometría.

Johannes Kepler

Los seres humanos somos especiales. Once mil millones de años después del nacimiento del universo, las condiciones fueron las adecuadas para que los océanos que borboteaban ricos en minerales del planeta que llamamos Tierra generaran vida: una superviviente hambrienta que muta y evoluciona. En el último suspiro de la vida en el universo, hemos aprendido a cultivar la Tierra y observar impertérritos los cielos para entender de dónde venimos.

La gente de todas las culturas se ha interrogado sobre sus orígenes y los orígenes del cosmos. ¿Qué es este espacio que nos rodea? ¿De dónde hemos venido? No cabe duda de que estas preguntas (que muchos nos hicimos de niños) siguen siendo de las más apremiantes de la ciencia. Estas cuestiones entroncan con nuestra curiosidad innata acerca de nuestros orígenes y con los límites de nuestro conocimiento. Durante milenios sólo pudimos responderlas a base de mitos. Pero desde la revolución científica hemos procurado prescindir del mito y dejar la exploración de los orígenes de la humanidad y del universo a los científicos y sus metodologías de hechos puros y duros. Los cosmólogos modernos, aunque armados de ecuaciones complejas y experimentos de alta tecnología, pueden verse como los creadores de mitos de nuestro tiempo. A pesar de la precisión de nuestras matemáticas y nuestros experimentos, la física y la cosmología modernas han proporcionado nuevas sorpresas que llevan a algunos de los físicos más capaces a recurrir al mito para intentar explicar la pasmosa información sobre la naturaleza del universo que han desvelado.

Ha habido esfuerzos heroicos para explicar los conceptos subyacentes tras la cosmología moderna al público lego, pero es demasiado fácil que los libros no lleguen a cumplir lo que prometen. Explicar sólo con palabras temas como la relatividad general o la mecánica cuántica, para cuya comunicación natural se emplea el lenguaje matemático, es una tarea ingente. Esas ecuaciones tan complejas pueden nublar incluso a los propios físicos, quienes se las ven y se las desean para comprender plenamente o visualizar lo que dicen sus fórmulas, un hecho que pone de manifiesto la necesidad de encontrar otras maneras de conceptualizar la estructura del universo, a través de imágenes o analogías físicas claras. He descubierto que los libros que mejor han resuelto este problema de comunicación son los que recurren a las mejores analogías para reflejar la física. De hecho, el razonamiento analógico será un motor clave en este texto.

El presente libro transportará a los lectores en un viaje de primera mano por el proceso de descubrimiento en la investigación en física teórica. Veremos que, a diferencia de la estructura lógica innata de la ley física, en nuestros intentos de revelar nuevos panoramas de comprensión a menudo debemos adoptar un proceso irracional, ilógico, a veces plagado de errores e improvisación. Aunque tanto los músicos de jazz como los físicos deben llegar a dominar la técnica y la teoría de sus respectivas disciplinas, la innovación demanda ir más allá de lo aprendido. El poder del razonamiento analógico es clave para la innovación en física teórica. En este libro mostraré que el arte de encontrar las analogías correctas puede ayudarnos a abrir nuevos caminos para atravesar el mundo cuántico oculto hasta llegar a la vasta superestructura de nuestro universo.

En estas páginas, la música será la analogía que nos ayudará a entender buena parte de la física moderna y la cosmología, y también a desvelar algunos misterios recientes a los que se han enfrentado los físicos. Incluso mientras lo escribía, este pensamiento analógico me permitió descubrir un nuevo enfoque para un viejo problema no resuelto de la cosmología del universo primordial. Una de las preguntas principales, y una gran cuestión abierta en cosmología, es cómo surgieron las primeras estructuras de un universo recién nacido vacío y uniforme. La intrincada interacción entre las leyes fundamentales de la física para crear y sustentar la estructura global del universo, responsable de nuestra propia existencia, parece cosa de magia (algo no muy diferente de cómo el esqueleto de la teoría musical ha dado lugar a todo, desde «Estrellita dónde estás» hasta el Interstellar Space de Coltrane). Adoptando un enfoque interdisciplinario, inspirado por tres grandes mentes (John Coltrane, Albert Einstein y Pitágoras), podemos comenzar a vislumbrar que el comportamiento «mágico» de nuestro floreciente cosmos se basa en la música.

Hace alrededor de una década, estaba sentado solo en un oscuro café de la calle principal de Amherst, Massachusetts, preparando una presentación para un empleo en la facultad de física, cuando de pronto sentí una urgencia. Encontré un teléfono público con una guía telefónica local y me armé de valor para llamar a Yusef Lateef, un músico de jazz legendario que acababa de retirarse del departamento de música de la Universidad de Massachusetts. Tenía algo que decirle.

Como un adicto después de un chute, mis dedos recorrieron ansiosamente las páginas en busca del número. Allí estaba. El enérgico viento del otoño de Nueva Inglaterra refrescaba mi cara mientras le llamaba. A riesgo de importunarle, dejé que el teléfono sonara durante un buen rato.

—¿Diga? —contestó finalmente una voz masculina.

—Hola, ¿está el profesor Lateef? —pregunté.

—No, no está —dijo la voz lacónicamente.

—Podría dejarle un mensaje sobre el diagrama que John Coltrane le dio como regalo de cumpleaños en el año 61? Creo que he averiguado lo que significa.

Hubo una larga pausa.

—Soy yo el profesor.

Hablamos durante cerca de dos horas sobre el diagrama que aparecía en su aclamado libro Repository of Scales and Melodic Patterns, que es la compilación de una miríada de escalas musicales de Europa, Asia, África y el resto del mundo. Le transmití mi impresión de que el diagrama tenía que ver con otro campo de estudio sin ninguna relación aparente: la gravedad cuántica (una grandiosa teoría que pretendía unificar la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad general de Einstein). Había advertido, le dije a Lateef, que el mismo principio geométrico que motivaba la teoría de Einstein se reflejaba en el diagrama de Coltrane. Einstein era uno de mis héroes, como también lo eran Coltrane y Lateef.