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Imaginación y ciencia (II): Hilbert y Einstein

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Imaginación y ciencia (II): Hilbert y Einstein

Andrés Mejía Vergnaud

 

Una carrera, una competencia de singular emoción, con toda la alta tensión y la gran expectativa que surge en cualquier evento competitivo, se vivió en la ciencia a principios del siglo XX, y en la columna anterior presentamos los elementos principales de lo que fue dicha competición.

 

Recordemos un poco: a comienzos del siglo XX, nuestra comprensión del mundo estaba formada básicamente por tres teorías: la mecánica (o ciencia del movimiento), que venía desde Newton; la teoría de la gravedad, que también se debía a este genio inglés, y la teoría del electromagnetismo, que debíamos a Faraday y Maxwell. Pero por esa misma época, ya muchos en la comunidad científica habían detectado problemas con este marco de teorías, y varios de ellos estaban explorando esos problemas. Un joven hasta entonces desconocido, Albert Einstein, dio el primer gran golpe en 1905 con la formulación de la teoría de la relatividad especial, que cambiaba radicalmente los conceptos de espacio y tiempo que venían desde Newton.

 

Ese mismo joven, ya hecho una celebridad, se dio cuenta de que su descubrimiento obligaba a una reformulación de la teoría del cosmos, explicado hasta ahora mediante la teoría newtoniana de la gravedad. Pero encontró un obstáculo, y encontró un competidor. El obstáculo era la matemática: esa nueva teoría iba a requerir unas matemáticas revolucionarias, y Einstein no era el más aventajado en ese terreno. Y aquel que sí lo era se declaró su competidor: David Hilbert, contemporáneo de Einstein, y tal vez el matemático más importante de la época. Al darse cuenta de la dificultad en la que Einstein estaba empantanado, Hilbert empezó a trabajar con el objetivo de ser el primero en formular las nuevas ecuaciones para describir el cosmos. La carrera, como decíamos antes, no era poca cosa: era ser el nuevo Newton.

 

Fueron semanas y meses de gran intensidad, en las que Einstein padeció lo indecible tratando de formular sus ecuaciones: numerosos intentos fallidos llegaron casi a ponerlo en ridículo. Pero finalmente, por una diferencia de pocos días, Einstein logró llegar a la meta primero que Hilbert, y formuló lo que conocemos como la teoría de la relatividad general, la cual, al día de hoy, es la base de nuestro entendimiento del cosmos, y de fenómenos como la gravedad y los agujeros negros.

 

¿Por qué lo logró Einstein, cuando hemos dicho que Hilbert era mucho mejor en las matemáticas? El mismo Hilbert nos da la respuesta: a Einstein quizás se le podía superar en una competencia matemática, pero en una competencia de imaginación era tal vez insuperable. En ese punto, en el de imaginar e intuir los nuevos conceptos de espacio, tiempo y universo, el avance de Einstein ya había sido dramático, por lo cual sus dificultades matemáticas llegaron a ser apenas un obstáculo temporal.

 

Dice el físico italiano Carlo Rovelli, al preguntarse por qué finalmente Einstein llegó primero a la meta: “Porque Einstein tenía una capacidad única para imaginar cómo estaba construido el universo, y para ‘ver’ esto en su mente; para él, las ecuaciones venían después” (Reality is not What It Seems, publicado en español por Tusquets, con el título La realidad no es lo que parece). El propio Hilbert (citado por Rovelli) lo dijo de manera muy elocuente, refiriéndose a la geometría en cuatro dimensiones que requería la relatividad general: “Cualquier joven de las calles de Göttingen [ciudad universitaria alemana] entiende la geometría en cuatro dimensiones mejor que Einstein. Y aún así, fue Einstein quien logró completar la tarea”.

 

Para formular una nueva teoría del cosmos era necesario, sobre todo, imaginar una idea nueva de universo, que no solo difiere en extremo de la tradicional, sino que desafía nuestras concepciones intuitivas. Lo más natural es pensar el espacio y el tiempo como cosas diferentes, y pensar el espacio como algo absoluto, que no cambia, una especie de gran vacío que siempre está ahí. Pasar, de ello, a sostener que en realidad lo que existe es un espacio-tiempo, que no es uniforme, sino que se curva y se deforma, exige sobre todo una gran imaginación. Como tal vez la ha requerido cualquier gran avance en la ciencia, incluidos aquellos que se hicieron obsoletos con el trabajo de Einstein.

 

Y seguramente, será una gran dosis de imaginación la que logre llevarnos a la resolución del más grande desafío que hoy se ha puesto la física: unificar en una sola teoría nuestro conocimiento del espacio-tiempo, que debemos a la relatividad general de Einstein, con nuestro conocimiento de la energía y la materia (que nos viene de la mecánica cuántica).

 

*******

Después de casi 17 años de estar colaborando con ÁMBITO JURÍDICO en varias secciones, es ya el momento de decir adiós. De decir adiós y gracias a sus directivos y a Legis. Gracias miles a Tito Livio Caldas, quien con un entusiasmo que no merezco me trajo a estas páginas a principios del 2002. Y gracias sobre todo a quienes me han honrado con la lectura de mis textos: para todos, un abrazo sincero de gratitud.

 

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