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Geoffrey Chew:
Apogeo y decadencia de la democracia nuclear
Juan Carlos Ruiz Franco
(Web: www.jcruizfranco.es
email: jcrfranco@gmail.com)
Trabajo de investigación - Doctorado
Departamento y materia: Lógica, historia y filosofía de la ciencia
(Estudio sobre historia de la física en el siglo XX, el desarrollo de la teoría atómica y la propuesta de la democracia nuclear por parte del físico estadounidense Geoffrey Chew)
(El presente trabajo puede copiar, reproducirse y difundirse libremente, siempre que se cite la fuente, el autor y su página web)
Palabras clave: filosofía, ciencia, historia, historia de la ciencia, chew, capra, átomo, física, democracia nuclear, universidad, Berkeley, s-matrix, bootstrap, Feynman, McCarthy, Oppenheimer, loyalty oath, Einstein, Bohr, Heisenberg, David Bohm, bomba atómica, quark.
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Geoffrey Chew |
Geoffrey Chew y Rudolf Peiers |
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Geoffrey Chew |
Geoffrey Chew y Steven Weinberg |
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índice
0. Introducción Página 5
1. Contexto histórico, breve semblanza biográfica y juventud Página 14
2. Los comienzos de la carrera de Chew Página 23
2.1. La posguerra
2.2.
El loyalty oath de
2.3. Chew abandona Berkeley
3. El exilio Página 40
4. El regreso a Berkeley - Madurez Página 42
4.1. Labor pedagógica
4.2. La democracia nuclear
4.3.2. La renormalización
4.3.3. Surgimiento de la teoría S-matrix moderna
4.4. Chew,
4.4.1. La teoría S-matrix de Geoffrey Chew
4.4.2. La utilización de los diagramas de Feynman
4.4.3. La difusión del programa S-matrix
4.4.4. La aceptación de la teoría S-matrix en otras universidades
4.4.4.1. Aceptación en Princeton
4.5. Relación entre las ideas y el lenguaje de� Chew y el macartismo
4.6. Reflexiones filosóficas sobre
4.6.1. El éxito
de
4.6.2. El
atractivo filosófico de
4.7. Chew y la política
4.8. Reflexiones de Geoffrey Chew
5. El programa de la democracia nuclear en decadencia Página 83
6. Los epígonos de Chew Página 91
6.1. Más allá de la ciencia
6.2. Fritjof Capra
7. Referencias bibliográficas Página 103
0. Introducción
Sin embargo, el éter seguía siendo sólo una hipótesis, y había investigadores que deseaban otorgarle un carácter más sólido y material. Después del intento de demostración de la existencia del éter por parte de Fizeau en 1851, en 1887 Albert Michelson y Edward Morley realizaron el primero de una larga serie de experimentos para medir la velocidad de la Tierra respecto al éter, y con ello demostrar la existencia de éste. Contra todo pronóstico, el resultado fue que no parecía que hubiese tal "viento de éter". Como era lógico, el experimento se repitió, pero el resultado fue el mismo. Como también era lógico esperar, enseguida surgieron las hipótesis ad hoc para salvar las apariencias, pero fue evidente su artificialidad y falta de coherencia. Por tanto, en contra de lo que se esperaba, lo que se consiguió fue que se pusiera en duda la misma existencia del éter y que Lorentz y FitzGerald enunciaran sus ecuaciones de transformación, que a su vez fueron la base de la teoría de la relatividad especial, obra de Einstein. Todo este embrollo comenzó a poner en duda la validez del paradigma mecanicista en lo que podríamos llamar "ámbito de de lo grande", en el que Einstein pondría fin al espacio y el tiempo absolutos de la mecánica clásica.
En el "ámbito de lo pequeño", a finales del XIX y comienzos del XX fue creciendo el cúmulo de conocimientos sobre los rayos X, la radioactividad y la estructura del átomo, que se encarnó en los modelos de Thomson y de Rutherford, entre otros avances. Tuvo que ser Planck, un físico con clara tendencia de la vieja escuela, quien, en su investigación sobre el cuerpo negro de Kirchhoff, descubriera que la radiación se emitía o absorbía no de forma continua �como se pensaba hasta entonces�, sino en cantidades discretas, los cuantos de energía que él expresó en su fórmula E = hv, donde la energía equivale a la frecuencia (v), multiplicada por h, que simboliza la famosa "constante de Planck". La energía no se transmitía, por tanto, de manera continua. Había nacido la que después se conocería como "antigua teoría cuántica". Después de que Einstein se diera cuenta �en su artículo de 1905 sobre el efecto fotoeléctrico� de la importancia de lo que Planck había descubierto �no sólo involuntariamente, sino casi contra su voluntad�, y después de que Niels Bohr mejorara en 1913 el modelo atómico de Rutherford, y en 1925 Schr�dinger y Heisenberg desarrollaran sus mecánicas ondulatoria y matricial, nació la mecánica cuántica, que supuso un varapalo al paradigma mecanicista en el "ámbito de lo pequeño", ya que con su dualidad onda-partícula y su principio de incertidumbre/indeterminación permitió poner en duda el principio de causalidad y el determinismo laplaciano que habían estado vigentes en Física durante mucho tiempo.
Además de estas transformaciones
"internas" �que a su vez pueden tener causas externas�, otro cambio importante
fue la posición de
�En el período de entreguerras esta situación
comenzó a variar, y con
Geoffrey Chew, el protagonista de este trabajo �como veremos más adelante�, comenzó su carrera precisamente en Los Álamos, en el equipo de Robert Oppenheimer, sufrió en cierta medida la represión que a finales de los cuarenta y comienzos de los cincuenta ejercieron el Comité de Actividades Anti-Americanas y el equipo del senador McCarthy, y en medio de este ambiente opresivo adoptó una posición liberal en política, progresista en pedagogía y rupturista en Física, posiblemente influido por el ambiente de su época.
Explicaremos todo esto en
el transcurso del trabajo. De momento, en la presente introducción nos sugiere
�y consideramos pertinente decir aquí algo sobre el tema� la cuestión de la
relación entre ciencia y sociedad. Como dice el profesor Solís en Razones e intereses, la historia de la ciencia, a grandes rasgos, se puede abordar desde una
perspectiva objetivista �la considerada tradicional�, según la cual todo se
explica mediante causas internas a la propia ciencia, y "en la que tienen poca
cabida las circunstancias sociales o el contexto metafísico de las teorías
científicas"; Otto Neugebauer sería un buen ejemplo de esta posición. Frente a
este enfoque se sitúa el de la concepción sociologista de la ciencia, representado
por Barry Barnes y
Barry Barnes critica la concepción objetivista de la ciencia del tipo de la de Neugebauer, según la cual el conocimiento genuino es una representación justificada de la realidad, al margen de los intereses individuales y sociales de los científicos (...) Frente a dicha concepción, Barnes señala que el conocimiento está producido por grupos que interactúan socialmente (...) Un caso aún más extremo es el de S. Woolgar, quien afirma que los objetos del mundo natural se constituyen en virtud de la representación, en vez de ser algo preexistente a nuestros esfuerzos por descubrirlos (...) Ni lógica, ni hechos, ni mundo; sólo invención social (Solís, 1994: 11-12).
Y nos sigue explicando:
Llamo aquí concepción racionalista a aquella que estima que la ciencia es el mejor ejemplo de actividad racional, en la que las decisiones se toman en virtud de reglas y argumentos válidos universalmente (...) Por otro lado, llamo concepción sociologista a la que se propone ser neutral respecto a la racionalidad e irracionalidad, respecto a la verdad y falsedad o, en general, respecto a cualesquiera valoraciones, a fin de concentrarse exclusivamente en el estudio de la ciencia como si fuese un proceso natural en el que las decisiones se toman no por razones, sino por causas sociales.
Dentro de los sociologistas hay dos tendencias: en primer lugar, los etnometodólogos, que son relativistas tanto en lo epistemológico (no hay conocimiento objetivo) como en lo ontológico (no hay una realidad independiente de las construcciones sociales. En segundo lugar, siguiendo a Solís, los partidarios del llamado "Programa Fuerte para la sociología de la ciencia" continúan teniendo viejos prejuicios como el de creer que existe un mundo exterior que de alguna manera constriñe nuestras creencias. Esta tendencia, aunque sea relativista, acepta que la ciencia tiene algún sentido. No obstante, frente a los racionalistas, explican las decisiones científicas en términos de intereses, no de razones, de modo que los conocimientos generados sobre la naturaleza no son objetivos, sino objetos socialmente construidos a partir de esos intereses (Cfr. Solís, 1994).
Por su parte, León Olivé afirma, en la introducción a
Así, desde la perspectiva tradicional no hay lugar para una verdadera sociología del conocimiento. El auténtico conocimiento, creencia verdadera y justificada, se debe explicar sobre fundamentos puramente epistemológicos (...) Cabe aclarar que el enfoque tradicional no prohíbe toda explicación causal de las creencias. Lo que sostiene es, si se nos permite la insistencia, que es incorrecto tratar de explicar creencias verdaderas por referencia a factores sociales causales (Olivé, 1985: 13).
Olivé pasa después revista a la perspectiva contraria, la de la sociología de la ciencia, que incluye varias tendencias, pero todas comparten la misma tesis:
La ciencia es una actividad de seres humanos que actúan e interactúan, y por tanto una actividad social. Su conocimiento, sus afirmaciones, sus técnicas han sido creados por seres humanos y desarrollados, alimentados y compartidos entre grupos de seres humanos. Por tanto, el conocimiento científico es esencialmente conocimiento social. Como una actividad social, la ciencia es claramente un producto de una historia y de un proceso que ocurre en el tiempo y en el espacio, y que involucra actores humanos. Estos actores tienen vidas no sólo dentro de la ciencia, sino en sociedades más amplias de las cuales son miembros (Mendelsohn, 1977: 3. En Olivé, 1985: 22).
Una vez hecho este rápido repaso a las principales teorías
sobre el tema, centrándonos en la labor que nos ocupa y partiendo de que el
entorno social debe tener al menos alguna influencia �aunque no sea
determinante� sobre el desarrollo científico, en el presente trabajo
intentaremos mostrar la influencia de los factores sociopolíticos sobre ciertas
teorías físicas posteriores a
Un último aspecto que nos gustaría comentar en esta introducción es el nivel de comprensión de las teorías físico-matemáticas necesario para poder hacer historia de la ciencia. No voy a entrar a fondo en esta compleja cuestión teórica, que va más allá del objetivo de este trabajo, que es exponer la vida y la obra de Geoffrey Chew en relación con su contexto social y político, pero sí me gustaría comentar algo al respecto. Es lógico que, para conocer a fondo una teoría física, sea fundamental discernir el aparato matemático que utiliza. Como bien dice Harry Collins, "es obvio, para todos los que trabajan en el campo de la Física, que conocer las matemáticas utilizadas es imprescindible para entender las teorías. En esto consiste realmente comprender las teorías físicas, dado que las matemáticas son la forma en que ellas se expresan" (Collins, 2007: 667). No obstante, se puede lograr un nivel suficiente de interpretación de un artículo o teoría, sin tener por qué dominar al detalle todo el aparato, para hacer historia de la ciencia. El mismo Collins establece varios niveles de conocimiento en relación con las matemáticas, y asegura que, para conocer los desarrollos de la Física y poder hablar sobre ellos, no es obligatorio tener un alto grado de conocimiento en este campo. La física actual es matemática, sin duda, y quienes poseen grandes conocimientos de este disciplina tienen un lugar entre los físicos más prestigiosos, pero los físicos no siempre utilizan un alto nivel matemático en sus escritos, e incluso ha habido físicos brillantes que no han sido muy buenos matemáticos, por ejemplo Niels Bohr, como atestiguaron su hermano Harald y su colega Heisenberg (Collins, 2007: 669-670); por ello, quienes pertenecen a otros campos del saber no necesitan ser expertos para entender las teorías físicas. Lo que requieren es una buena comprensión de los desarrollos conceptuales y conocer sus implicaciones (Cfr. Collins, 2007). En el caso de un estudioso con formación filosófica, lo que debe poder hacer es seguir la explicación expuesta en el artículo o libro �aunque no sea capaz de desentrañar todo su planteamiento�, conocer la teoría y entender sus consecuencias. El investigador de la filosofía y de la historia de la ciencia puede hablar legítimamente sobre algo tan técnico como las teorías de la Física, a otro nivel y en un plano distinto al que podría adoptar un científico, que no tiene por qué ser mejor ni peor, sino simplemente distinto. Y normalmente �podríamos añadir�, su visión va a ser más amplia y general que la que pueda ofrecer el especialista en ese campo. Por nuestra parte, esperamos cumplir este objetivo en el presente trabajo y en la tesis doctoral que emprendamos.
Me gustaría aprovechar esta presentación para decir que la bibliografía utilizada es casi exclusivamente en inglés, que hemos traducido las citas al castellano en todos los casos para ganar en claridad y que la traducción de los textos es nuestra, excepto cuando exista versión española y la hayamos utilizado.
1. Introducción histórica, breve semblanza biográfica y juventud
Geoffrey Foucar Chew
nació el cinco de junio de 1924 en Washington D.C., lugar donde también vivió
durante su niñez y su primera juventud. Además de estudiar, desde muy joven se
dedicó al deporte, en concreto al béisbol, afición que no se convirtió en
carrera profesional por culpa de unos problemas de espalda. Martin Goldberger,
otro físico, llegó a decir que fue toda una suerte que Chew sufriera esos
problemas de espalda porque lo que perdió el béisbol lo ganó
Chew
pertenece a la generación de físicos inmediatamente posterior a la de Feynman y
Schwinger, y comenzó a destacar en su campo a mediados de la década de los
cincuenta del siglo XX. No ha sido un científico de geniales descubrimientos
como Newton, Einstein, Bohr o Heisenberg. Tampoco una brillante figura como
Oppenheimer, y tal vez ni siquiera un físico de primera fila como Fermi, Pauli,
Feynman o Weinberg. No obstante, su labor ha sido muy productiva y su trabajo
de difusión ha sido excelente gracias al énfasis que siempre puso en la
formación de sus alumnos. Además, fue una persona comprometida en proyectos
políticos relacionados con la defensa de las libertades individuales, durante
la época más oscura de la historia estadounidense del siglo XX. Y, lo que es
más importante para el presente trabajo, protagonizó uno de los episodios más
interesantes de
Chew estudió en
En la búsqueda de los elementos que en la tabla periódica están situados más allá del uranio �los llamados "transuránicos"�, el italiano Enrico Fermi vio en 1934 que, cuando bombardeaba con neutrones un átomo, éste solía convertirse en el siguiente elemento en cuanto a su número atómico. Probó a bombardear el uranio y obtuvo algo que pensó que sería el elemento siguiente, el 93, transuránico y no existente en la naturaleza. Pero en 1938, los físicos alemanes Otto Hahn y Fritz Strassman se dieron cuenta de que lo que en realidad había sucedido es que el átomo de uranio se había dividido en dos, es decir, se había conseguido la fisión radioactiva. Los núcleos resultantes se separan a gran velocidad, y de ellos se liberan neutrones que pueden, a su vez, descomponer nuevos núcleos. Sabían que, si se lograra una reacción en cadena, en la cual unos neutrones iniciales descomponen átomos de uranio �con la consiguiente producción de más neutrones que repiten el mismo proceso�, se generaría una potencia explosiva desconocida hasta entonces. Su colaboradora Lise Meitner, que por su origen judío había tenido que exiliarse en Copenhague, escribió junto con su sobrino �Otto Frisch� un artículo para explicar el proceso. Se lo entregaron a Niels Bohr, ya toda una institución en Dinamarca. En enero de 1939, cuando se publicó el artículo, Bohr viajó a Estados Unidos para informar a sus colegas norteamericanos. Éstos decidieron estudiar el asunto y confirmaron en poco tiempo que era posible la fisión del uranio.
El 2 de agosto de 1939, Albert Einstein �que residía en
Estados Unidos tras su huida de
El 12 de abril de 1945 muere F. D. Roosevelt, y le sucede en el cargo el hasta entonces vicepresidente Harry Truman. El nuevo presidente, que en principio desconocía la existencia del Proyecto Manhattan, es informado de todos sus pormenores: en tres meses Estados Unidos podría disponer de una bomba capaz, por sí sola, de destruir toda una ciudad. Él será quien deba tomar la última decisión al respecto.
El 7 de mayo de 1945
Alemania se rinde, pero aún prosigue la guerra contra Japón, un enemigo casi
totalmente derrotado. Los Estados Unidos sabían que Japón estaba sobradamente
vencido, que reconocía su derrota y que deseaba rendirse, pero lo harían con la
condición de que se conservara la figura del emperador, es decir, una rendición
negociada. []A
pesar de ello, el presidente Truman exige la rendición incondicional a Japón,
que no responde a la exigencia. El 4 de julio
Churchill comunica a Truman la aprobación de Gran Bretaña
para el uso de la bomba. El 16 de julio, Oppenheimer acciona el mecanismo que permite
detonar la primera bomba atómica. La prueba, bautizada con el nombre de Trinity,
explosiona una de las tres bombas nucleares (una de uranio y dos de plutonio)
que se habían obtenido hasta ese momento. Fue en una zona desértica, a ochenta
kilómetros de Alamogordo. El proyecto Manhattan culmina con éxito, y
Oppenheimer, al ver ascender el hongo nuclear a los cielos, pronuncia su famosa
frase: "Me he convertido la muerte, la destructora de mundos", citando el texto
sagrado hindú Bhagavad-Guita (Oppenheimer sabía leer sánscrito). El 17 de julio
de 1945, Truman, presente en
Esto ha sido un breve resumen de lo que
se hizo en Los Álamos y sus consecuencias bélicas. El proyecto se llevó a cabo
en secreto y se tuvo mucho cuidado con que el personal fuera de la máxima
confianza. Sin embargo, en el equipo había personas de ideas izquierdistas, y
entre ellas algunas que tenían �o habían tenido� relación con el partido
comunista, y de las que se temía pudieran pasar información a
Volvamos al protagonista de nuestra
historia. ¿Qué papel jugó Chew durante
"Just an Atom-smasher"
Por Jean Craighead, Washington Post, 31 de octubre de 1943.
A un joven que ha estado estudiando el asunto de la destrucción de países enteros por medio de los átomos le gustaría obtener un aumento de sueldo (...) Ocupado en descubrir la fórmula que permita destruir Berlín con una cucharadita de polvo antes de que los chicos de Berlín lleguen a dominar esta técnica, se ha dado cuenta de que necesita un nuevo par de zapatos y un abrigo para el invierno.
En el laboratorio donde vive este joven son raros los pensamientos sobre la tienda de la esquina y la política gubernamental de congelación de sueldos (...)
El hilo de la conversación suele derivar hacia los isótopos utilizados para bombardear, o gira en torno al efecto de una partícula alfa sobre las fuerzas eléctricas de un átomo de uranio, o sobre la destrucción de Berlín por medio de explosivos. Para él debe haber sido toda una molestia verse perdiendo el tiempo en un asunto como éste. Sin embargo, el recuerdo de que necesitaba un aumento de sueldo para comprar cigarrillos fue más fuerte que la ciencia de los isótopos, por lo que se tomó algo de tiempo para escribir a su departamento ministerial con el fin de preguntar qué debería hacer en este caso.
¿Por qué no otro trabajo? Al recibir la carta comenzaron a pensar qué podrían hacer para mejorar el sueldo de un investigador atómico. Una de las soluciones propuestas era que consiguiera un aumento mediante otro trabajo. Pero un investigador de esta clase, después de haber estudiado siete años para ser un experto en su campo, difícilmente aceptaría cambiar de trabajo. Este joven no es un personaje ficticio, sino que está muy vivo. Sin embargo, debido al carácter secreto de su trabajo, no podemos publicar su nombre.
Al acabar la guerra, Chew asistió a
Volviendo a Chew, haciendo un breve
resumen de lo que vamos a exponer a lo largo de este trabajo, casi toda su
labor tuvo lugar en
En el ámbito
académico, Chew fue alumno de Enrico Fermi y Edward Teller, y profesor de David
Gross y John Schwarz, por nombrar sólo a algunos científicos muy conocidos. Es
profesor emérito de
2. Los comienzos de la carrera de Chew
2.1. La posguerra
El nombre de Chew ha
estado casi siempre ligado a
Los científicos �en especial los físicos� se van a encontrar con que los políticos, los periodistas y la opinión pública desean controlar su actividad. Pero ellos, conscientes de su papel y de las amenazas que planean sobre el mundo debido a los riesgos inherentes a la energía nuclear, saben que tienen mucho que decir. Ya el 11 de junio de 1945, dos meses antes de lanzarse las bombas atómicas sobre Japón, James Franck había elaborado un reportaje sobre los peligros del empleo de armas nucleares y de su posible proliferación tras la guerra, conocido como "Informe Franck". Dice Sánchez Ron que "no es preciso elucubrar mucho sobre lo que esta pequeña historia significa. Los científicos habían hecho posible y puesto en marcha un instrumento que poseía obvias implicaciones sociopolíticas. Algunos intentaron controlar esas implicaciones, pero los políticos no se lo permitieron. Un nuevo ejemplo, particularmente transparente, de las relaciones entre el poder y la ciencia" (Sánchez Ron, 2007: 743).
Muy al contrario, las autoridades no sólo no iban a permitir que los científicos tomaran las decisiones relativas a la energía atómica, sino que desconfiaron por completo de aquellos cuyo trabajo fuera vital para la seguridad del país y que �por motivos ideológicos� pudieran pasar al enemigo información considerada como secreto de estado. La polémica estaba servida:
Cuando la guerra terminó, los científicos fueron catapultados a un papel destacado, debido a su trabajo en la producción de penicilina, el radar y, sobre todo, la bomba atómica (...) Personas cuyos flirteos con el socialismo o el comunismo durante la década de los treinta no había sido nada de lo que avergonzarse se encontraron, a finales de los cuarenta, con que eran objeto de temor y odio (...) Los americanos veían a los ocupantes del Kremlin como unos conspiradores diabólicamente brillantes, implicados en una conjura para conquistar el mundo y esclavizar a la humanidad (...) ¿Por qué los científicos estaban entre los grupos cuya lealtad más preocupaba? La respuesta es fácil (...) Desde la guerra eran considerados vitales para la seguridad nacional. Ellos sabían secretos, en concreto los relacionados con las armas nucleares. Además, en los años cincuenta el público norteamericano se dio cuenta de que los científicos solían tener ideas políticas liberales o izquierdistas (Cfr. Badash, 2000).
Suele identificarse este período con el ultraconservador
senador Joseph McCarthy y denominarse con el nombre de "macartismo", pero lo
cierto es que, antes de que éste disparase la histeria colectiva con su siempre
cambiante lista de comunistas infiltrados en el gobierno, el Comité de
Actividades Antiamericanas (HUAC = House
Un-American Activities Committee), dependiente de
Por citar un nombre conocido, Alger Hiss, empleado público,
doctor en leyes por
Centrándonos en el ámbito estrictamente científico, varios
físicos que habían jugado un papel importante en la investigación nuclear
efectuada durante la guerra sufrieron acoso por ser sospechosos de deslealtad y
fueron acusados de pasar información a
Julius y Ethel Rosenberg
fueron juzgados y ejecutados en junio de 1953 tras haber sido declarados
culpables de pasar a
El caso de David Bohm es aún más lamentable. Oppenheimer le
pidió que se incorporara al Proyecto Manhattan, pero el general Leslie Groves,
informado sobre sus ideas comunistas, lo impidió. Tras la guerra fue profesor
asistente en
Dice Jessica Wang que, durante la década de posguerra, el
anticomunismo marcó las dimensiones políticas de la vida pública y el sistema
de acreditaciones de seguridad para poder trabajar en el campo de la energía
nuclear se hizo oficial. El establecimiento, en 1947, del programa federal de
lealtad, que requería un juramento por parte de todos los empleados federales,
aumentó el poder del FBI. En la primera década tras la guerra, el anticomunismo
afectó a prácticamente todas las áreas de la vida americana, y que cualquiera
que intentaba retar al orden político se arriesgaba a enfrentarse a la
acusación de deslealtad, a la pérdida de su empleo y a ser vigilado
constantemente. La represión de
En otro de sus escritos, Wang afirma que las ansiedades del
mundo de la posguerra hicieron surgir cuestiones importantes para los
científicos norteamericanos. Éstos comenzaron a meditar sobre su identidad
política, a intentar lograr cambios fundamentales en la relación
ciencia-gobierno y a replantearse la naturaleza básica de la relación entre la
ciencia y la sociedad. Sin embargo,
Sin embargo, el acoso a los físicos teóricos, que parecía tan de sentido común para los políticos y parte de la prensa y la opinión pública, se basaba en un error de principio, una falla conceptual que pone de relieve magistralmente David Kaiser. Los políticos, los periodistas a su servicio y la opinión pública general creían que fabricar armas nucleares sólo dependía de conocer unas cuantas fórmulas, las cuales eran creación de los físicos. Pensaban que el paso de unas fórmulas al bando contrario podía ayudar a éste a fabricar armas nucleares, cuando la realidad es que esa información era conocida por todos los físicos �de uno y otro lado�, y que la fabricación de una bomba atómica es fruto del trabajo de muchas personas, donde el conocimiento tácito del how to, que no se puede transmitir mediante textos, juega un papel importante. El mismo presidente Truman insistía en que el conocimiento teórico esencial en que está basado el descubrimiento de la bomba atómica estaba ampliamente difundido. A pesar de ello, en la posguerra y la Guerra Fría existió una continua especulación �e incluso paranoia� sobre la existencia de secretos nucleares que podían transmitirse por escrito, un claro ejemplo de fetichismo por la palabra escrita que llegó incluso a ser el tema de novelas y películas de la época (Cfr. Kaiser, 2005).
2.2. El loyalty oath de
Todos los sectores de la sociedad se vieron implicados en
esta persecución de elementos sospechosos de izquierdismo, incluyendo la
universidad. La obra de Ellen Schrecker realiza una magnífica descripción de
los problemas que sufrió la universidad en esta época. El presidente Truman, tras una gran presión por parte de los
republicanos, aprobó el 22 de marzo de 1947
Ninguna otra decisión iba a agudizar la guerra fría interna tanto como lo hizo el programa de juramentos. Los comunistas y los sospechosos de serlo podían ser despedidos de sus trabajos, y las acusaciones infundadas florecieron. Como el FBI insistió en que iría en detrimento de la eficacia revelar la identidad de sus informadores, las acusaciones anónimas eran totalmente válidas y podían llegar a costar el puesto de trabajo. Lo cierto es que era ridículo pensar que a aquellas alturas el partido comunista de Estados Unidos tuviera mucha influencia; sin embargo, casi todo el mundo pensaba que el peligro era inmenso, y se demandaba constantemente que no hubiera rojos en el gobierno (Schrecker, 1986). Cuando el ínclito senador de Wisconsin entró en escena y se unió a la lista de inquisidores, el macartismo �el término que suele usarse para resumir toda esta época� supuso la violación de las libertades civiles para miles de ciudadanos, a través de listas negras y despidos sin motivo. Pero lo que a nosotros más nos importa en este momento es que este anticomunismo invadió todos los departamentos de física de las universidades. Hubo numerosas protestas por parte de los estudiantes y los profesores, pero con el comienzo de la guerra de Corea los ultraconservadores ganaron fuerza, y se comenzó a denegar pasaportes para salir al extranjero, y a su vez a impedir que los científicos extranjeros entraran en el país.
Volvamos de nuevo al protagonista de nuestro trabajo,
Geoffrey Chew, y a su universidad, Berkeley. Además del ambiente tan hostil
para la libertad de pensamiento que supuso el inmenso poder que en aquella
época de Guerra Fría tuvieron el HUAC, el FBI y McCarthy y sus secuaces, el
personal de
Afirma David Kaiser que pocos departamentos de física
experimentaron con más dureza los dolores de la transición hacia la escena
política de posguerra que el de Berkeley. A comienzos de 1949, la sección
californiana del HUAC inauguró un programa legislativo encaminado a aislar a
cualquier persona que supusiera una seria amenaza para la libertad y la
seguridad. El HUAC investigó al Radiation Laboratory �donde Ernst Lawrence
tenía su famoso ciclotrón, el precedente de los aceleradores de partículas
actuales� porque pensaba que parte del personal que había contribuido a la
fabricación de la bomba atómica era comunista. Se hablaba de un "científico X"
que había trabajado en el laboratorio durante la guerra, y que supuestamente
habría pasado secretos nucleares a
Como ya hemos mencionado, la controversia del loyalthy oath giró en torno a la
imposición de un juramento especial para
"Juro (o prometo) solemnemente que
acataré
El texto adicional, redactado por los regentes de
"No creo en, ni soy miembro de, ni apoyo, a ningún partido u organización que crea en, defienda o proponga el derrocamiento del gobierno de los Estados Unidos por la fuerza o la violencia."
Una posterior revisión (24 de junio de 1949) incluyó la alusión al partido comunista:
"No soy miembro del partido comunista, ni tengo ningún compromiso o acuerdo que esté en conflicto con las obligaciones aceptadas al aceptar el presente juramento" (Cfr. Stewart, 1950).
�
Pronto surgió una dura lucha entre los regentes y la facultad: la mayor parte de los miembros de ésta afirmaba que aquéllos violaban su derecho a elegir a sus propios miembros. Muchos de ellos, incluyendo varios profesores exiliados, llegados en los años treinta, procedentes de dictaduras europeas (Alemania e Italia), rechazaron inmediatamente el juramento por considerarlo una injerencia en la libertad académica. Pronto se les unió un amplio sector de profesores, así como de alumnos. Todos se enfrentaron al dilema de "firma o vete de aquí", lo cual implicaba, por supuesto, también la pérdida del sueldo. Por otra parte, las protestas de la facultad no tenían que ver tanto con la persecución de comunistas, como con la oposición al hecho de que los empleados de la universidad tuvieran que firmar un juramento especial, distinto al requerido a otros funcionarios del estado. Cientos de miembros de la facultad se negaron a firmar el juramento a modo de protesta.
Veamos una de las cartas dirigidas a Sproul, presidente de la universidad:
Mi negativa a firmar se basa en estos puntos: El juramento es una afrenta contra mi dignidad e integridad como persona y docente. Considero intolerable la presunción de que pertenezco al partido comunista. El juramento es una limitación para la libertad académica. No aceptaré firmar nada a lo que se me obligue. Lo que más duele de la actitud de los regentes de la universidad es su ejercicio de poder para que nos sometamos a él (Stewart, 1950: 150).
La mayoría de los alumnos reaccionó también en contra del juramento especial. Una declaración de la asociación de alumnos se preguntaba si realmente los empleados y los docentes de la facultad debían jurar que no pertenecían al partido comunista. Estaban de acuerdo en que era necesaria la política de alejar a los comunistas de los puestos influyentes; sin embargo, el problema residía en el método utilizado para conseguir ese fin. Propusieron, en lugar del juramento de lealtad impuesto por los regentes, que en los contratos se añadiera una mención a que el firmante no era miembro del partido comunista, ni de ninguna otra organización que defendiera un cambio de sistema político por la fuerza (Cfr. California Alumni Association, 1950).
De los profesores que rechazaron firmar, ninguno lo hizo porque pertenecieran al partido comunista. Irónicamente, David Fox, acusado de espionaje �supuestamente realizado mientras trabajaba en el Radiation Laboratory y despedido por los regentes� sí había firmado el juramento. Frente a la oposición de la mayoría de profesores y alumnos de la universidad, la respuesta de los regentes fue endurecer su postura en febrero de 1950: cualquier empleado que no hubiese firmado el juramento a finales de abril sería despedido. Los alumnos y el presidente de la universidad, Robert Sproul, consiguieron que los regentes aceptaran que cada caso se tratara de forma independiente. Sin embargo, cuando, a finales de junio de 1950, Corea del Norte invadió Corea del Sur y los Estados Unidos entraron en el conflicto, la mayoría de los que se habían opuesto al juramento lo firmó y los regentes despidieron a los treinta y cinco no firmantes el 25 de agosto de 1950, aunque ninguno de ellos había sido acusado de ser miembro o simpatizante del partido comunista.
David Gardner, que posteriormente llegó a ser presidente de la universidad, escribió un libro sobre los hechos, aunque no fue testigo directo porque era aún muy joven y no tenía contacto con la universidad en aquella época. Relata que posteriormente, en octubre de 1952, la corte suprema del estado de California ordenó a los regentes que comunicaran a los opositores que firmaran un juramento de lealtad estatal, no el especial. La controversia del juramento de lealtad convulsionó durante tres años a la mayor universidad del país y uno de los centros de letras y ciencias más importantes del mundo. Fue un asunto que anticipó casi todos los temas que iban a surgir y afectar a las universidades americanas durante aquella problemática época. No obstante, según Gardner, éste no fue un conflicto ideológico, no una cuestión de principios ni de ideas políticas. Fue una lucha de poder que consistió en enfrentamientos personales entre hombres orgullosos e influyentes. Gardner caracterizó la polémica como "un extraordinario debate sobre la futilidad", en el cual "todos perdieron y nadie ganó". A pesar del barniz político que parecía impregnarlo todo �según el citado autor�, el nuevo juramento tenía más que ver con cuestiones relativas al autogobierno que con el miedo a la infiltración comunista en esta universidad, la mayor del país, con 3.200 docentes y 6.250 empleados no docentes (Cfr. Gardner, 1967). Independientemente de lo que afirme Gardner sobre el carácter de esta controversia en un libro que publicó bastantes años después (1967) �posiblemente para quitar importancia al asunto�, lo cierto es que el problema se vivió y se recuerda aún como un asunto político y relacionado con las libertades individuales.
Pero sigamos describiendo este interesante tema, en el que ahora entra en juego Chew. A consecuencia de la polémica, el departamento de Física perdió seis miembros en un año. Dos profesores, Harold Lewis y Gian Carlo Wick, permitieron que se les despidiera en agosto de 1950, cuando los regentes expulsaron finalmente a todos los no-firmantes, y dos meses antes, en junio de 1950, cuatro profesores (Robert Serber, Wolfgang Panofsky, Howard Wilcox y Geoffrey Chew) ya habían dimitido en señal de protesta. El primero en hacerlo fue Geoffrey Chew, el protagonista de nuestra historia.
Chew rechazó firmar lo que denominó, en carta dirigida a
Oppenheimer, "la parte objetable del nuevo contrato", la cual amenazaba, en su
opinión, "el derecho a la privacidad en creencias políticas". Se sintió decepcionado
por los débiles intentos �según él� de la facultad para luchar contra la
imposición del juramento. Como explicó a Birge en julio de 1950, había decidido
"escapar de una situación intimidante y precaria" (Kaiser, 2002: 248). Chew
publicó un artículo sobre esta polémica en el que se preguntaba que, "en
tiempos de guerra, ¿qué seguridad puede tener un inconformista?". Con el
comienzo de
Chew no es el único profesor que dejó testimonio de aquel momento crítico. Emilio Segre �Premio Nobel en 1959 por el descubrimiento del antiprotón� dice en su autobiografía que los regentes tuvieron la idea de exigir un juramento de lealtad que incluyera la declaración de no pertenecer al partido comunista. Según Segre, el tono del juramento no era demasiado agresivo, pero sí resultaba humillante obligar a los miembros de la universidad a jurar lo que no debían hacer los demás empleados estatales: "El texto del juramento era relativamente inofensivo, pero no era inofensivo exigirlo a los profesores y no a todos los demás empleados del estado" (Segre, 1993: 234). Según Segre, entre los regentes prevaleció la facción más radical y conservadora, y quienes no acataron el juramento fueron despedidos. En el departamento de Física, esto dio como resultado serias pérdidas, como por ejemplo las de Geoffrey Chew, Wolfgang Panofsky, Marvin Goldberger, Gian Carlo Wick y Robert Serber. Afortunadamente, estos hombres encontraron excelentes puestos y no debieron realizar severos sacrificios personales, excepto tener que mudarse. Ninguno era comunista, pero rechazaron por principio acatar un juramento discriminatorio. La universidad perdió a hombres distinguidos, muchos de los cuales nunca volvieron a la institución (Cfr. Segre, 1993).
Relataba Robert Sproul:
El profesor Birge afirma que el Departamento de Física, al comienzo del presente año académico, contaba con cinco físicos teóricos, cuatro de los cuales (Wick, Chew, Lewis and Panofsky) han aceptado plazas en otras universidades (Sproul, 1951).
Frente a estos "disidentes", el legendario Ernest Lawrence �Premio Nobel en 1939 por su labor con el ciclotrón� apoyó la decisión de los regentes y se opuso a los no firmantes. Luis Alvarez �Premio Nobel en 1968 por su trabajo sobre la resonancia magnética nuclear� y otros, aunque se mantuvieron apartados de la controversia, crearon en el Radiation Laboratory un ambiente que convenció a todos de que los no firmantes y quienes les apoyaran no serían bien recibidos. Para los jóvenes físicos del laboratorio quedaban pocas dudas, y los postdocs que no habían firmado el juramento encontraron en sus mesas, el día 30 de junio, sus correspondientes notas informándoles de que debían dejarlo todo y salir de allí al terminar el día.
La lucha entre los no firmantes y los regentes duró siete años y tuvo importantes consecuencias para el Departamento de Física de Berkeley. Fuera una caza de brujas anticomunista, una lucha en torno a la libertad académica o un juego de poder de la facultad contra la administración, las repercusiones de esta polémica fueron muy relevantes para la historia social y cultural de los Estados Unidos, ya que puede considerarse un precedente del Free Speech Movement y la Nueva Izquierda, que tanto auge tuvieron en Berkeley en la siguiente década.
2.3. Chew abandona Berkeley
Para lo que nos ocupa, la principal consecuencia de todo
esto fue que Chew abandonó Berkeley y se marchó a
3. El exilio
Como hemos
dicho, Chew se marchó de Berkeley en julio de 1950, en protesta por la
obligatoriedad de firmar un juramento de lealtad que incluía la declaración de
no ser comunista. Fue contratado por
En Illinois, Chew comenzó un nuevo modo de hacer física que siempre envidiaron muchos de sus compañeros. Por ejemplo, Marvin Goldberger comentaría mucho después: "Siempre tenía un programa, nunca se mostraba indeciso sobre qué hacer en el futuro inmediato". (Goldberger, 1985: 243). Los años de Illinois fueron muy buenos para Chew, ya que disfrutó de una excelente relación con Francis Low, un experto en teoría de campos. Además, se interesó enormemente por el trabajo de Tullio Regge y Steven Frautschi, que le serían muy útiles para sus propios desarrollos posteriores, especialmente el del primero.
Ya al principio
de su estancia �seguramente como consecuencia de la injusticia y humillación
que supuso el juramento de lealtad de
Mientras tanto, en California, después de haberse llevado a los tribunales el caso de los despidos originados por el juramento de lealtad de la universidad, en octubre de 1952 la corte suprema falló a favor de los despedidos y ordenó a los regentes que los volvieran a contratar. La decisión no hablaba del dinero que se les debía, cuestión que también fue resuelta a favor de los afectados en la primavera de 1956.
Tan sólo un año después de su salida de
Berkeley, algunos profesores veteranos comenzaron a pensar en contratar de
nuevo a Chew. Birge, presidente del departamento de física, lo intentó, pero
Chew decidió quedarse en Illinois de momento, donde se encontraba muy a gusto. Sin
embargo, en 1957, ya sí estimulado por la idea de volver a Berkeley, pasó allí
unos meses como "profesor visitante", aprovechando la concesión de un año
sabático en
4. El regreso a Berkeley - Madurez como físico teórico
Al regresar a Berkeley, Chew se convirtió en el líder de los físicos teóricos. Las tensiones políticas se habían calmado, pero la mayoría de los veteranos se habían marchado y no había vuelto, por lo que nuestro protagonista quedaba como claro líder.
Con varios proyectos en mente, asistió a una conferencia de Stanley Mandelstam en Washington D.C. Se interesó inmediatamente por sus ideas, que consideró muy valiosas en vistas a los planes que tenía para Berkeley, y consiguió que le concedieran un fellowship post-doctoral en su universidad. La colaboración entre los dos fue muy importante para todo lo que estaba por venir.
4.1. La labor pedagógica de Chew
Chew comenzó a asesorar a un grupo cada vez mayor de estudiantes graduados, un número poco habitual. Al decidir ayudar a sus alumnos de esta forma, siguió un patrón similar al de Oppenheimer en Berkeley en los años treinta. Pero, mientras que Oppenheimer intimidaba a los estudiantes �y a sus propios colegas� con su famosa "lengua afilada", Chew era un asesor positivo y estimulante, y trataba a los alumnos como iguales, hasta el punto de que en ciertas ocasiones se unía al grupo de estudiantes en comidas informales celebradas en la cafetería del Radiation Laboratory (Kaiser, 2002: 252).
Chew formó parte del grupo de físicos que rompió los moldes en el ámbito pedagógico. Convirtió sus reuniones en no-exclusivas, destinadas más bien a los novatos que a los miembros de una élite escogida. Kaiser afirma que llevó el modelo pedagógico de Oppenheimer un paso más allá al organizar los denominados "seminarios secretos": se reunían semanalmente para darse charlas, incluso en su propia casa. Los llamaban "secretos" porque sólo podían acudir los estudiantes, no miembros de la facultad. El objetivo era que los alumnos no se asustaran de participar en los debates con sus compañeros y con los profesores.
4.2. El origen de la "democracia nuclear"
A la vez que llevaba a cabo su proyecto
pedagógico �y mostrando un claro paralelismo entre su forma de enseñar y sus
ideas en Física, por un lado, y su oposición a la represión política e
ideológica, por otro�, Chew comenzó a desarrollar la teoría de la "democracia
nuclear", con la que enseñó a sus estudiantes a tratar a todas las partículas
atómicas por igual, de la misma forma que él trataba a los estudiantes en
igualdad de condiciones. Antes de
Pero aún había otro sentido para la expresión. Se trataba de una democracia entre practicantes: los físicos que nunca habían estudiado teorías de campos podían entrar en el juego, y los experimentalistas también podían contribuir con ideas importantes, del mismo modo que los teóricos. La democracia nuclear supuso una revolución en la concepción que se tenía de la estructura del átomo, y en cierto modo fue una consecuencia lógica de los últimos descubrimientos en este ámbito, como enseguida veremos. En Chew estuvo unida a la teoría de la matriz de dispersión (S-matrix), ya enunciada por otros físicos anteriores a él, por lo que estamos obligados a volver la vista atrás para explicar el origen y sentido de esta teoría.
Una matriz de dispersión (en inglés scattering matrix, o S-matrix, como se la suele llamar) es un formalismo utilizado para calcular el resultado de un problema de dispersión entre partículas cuánticas que interactúan; por ejemplo, cuando se bombardea un átomo con partículas α. No vamos a entrar en detalles matemáticos, que serían excesivamente técnicos y que nos apartarían de lo esencial de esta exposición. Lo importante en nuestro caso es que muchos problemas de dispersión de partículas subatómicas no pueden resolverse de forma precisa, y el procedimiento de la S-matrix permite realizar los cálculos cuando no es posible un tratamiento exacto de la cuestión. Este método es parecido a una caja negra: se conoce lo que entra y lo que sale, se conoce cómo quedan las partículas después de la interacción, pero no puede observarse lo que sucede entre el estado inicial y el final. La S-matrix representa el proceso intermedio, pero no se necesita entender el mecanismo del proceso de dispersión en sí mismo, y al final obtenemos un resumen eficaz de la interacción de las partículas. La S-matrix es, por tanto, una colección de probabilidades de todas las reacciones posibles relacionadas con las partículas.
El programa S-matrix fue un proyecto principalmente americano, aunque en ciertos lugares de Europa surgieran algunos desarrollos; por ejemplo, en Cambridge (Cfr. Cushing, 1990). Como veremos, la mayor actividad del programa se centró en torno a Geoffrey Chew y a sus colaboradores de Berkeley. Él fue el mayor exponente del bootstrap �una forma de la teoría S-matrix que también explicaremos�, pero no fue el creador de esta última.
John Wheeler, en el contexto de una descripción teórica de la dispersión de núcleos de luz, fue quien introdujo el concepto de la matriz de dispersión (Cfr. Wheeler, 1937). Su motivación parecía ser la física nuclear, y esa matriz era una herramienta para ese objetivo. Wheeler trabajó posteriormente en el Proyecto Manhattan y en el desarrollo de la bomba de hidrógeno.
Aparentemente sin conocer el trabajo de
Wheeler, Heisenberg introdujo, por medio de varios artículos publicados entre
1943 y 1946, el concepto de matriz de dispersión como procedimiento para tratar
la interacción electromagnética (Cfr. Heisenberg, 1943, 1946). La idea era que
En esos artículos publicados entre los años 43 y 46, lo que Heisenberg propuso era una alternativa a la teoría cuántica de campos (QFT = "Quantum Field Theory"), un programa cuya entidad central era una matriz a la que puso el prefijo "S" de "scattering" ("dispersión"). Hemos dicho que Wheeler ya había introducido el concepto de matriz de dispersión unos años antes, si bien parece que el desarrollo de Heisenberg fue independiente del de Wheeler, y que no llegó a conocer este último. No obstante, Heisenberg indica �en una nota a pie de página� que el físico italiano Gian Carlo Wick le había hablado de un artículo de Gregory Breit sobre el uso de la matriz de dispersión. Se trataba, casi con toda seguridad, de una referencia a un trabajo que apareció el 15 de diciembre de 1940, en The Physical Review, basado a su vez en el trabajo de Wheeler que hemos citado. Heisenberg agradeció a Wick la información, pero siempre ha asegurado que no leyó el trabajo de Breit (The Physical Review no llegaba a Alemania durante la guerra), por lo que es probable que no conociera las ideas de Wheeler sobre la matriz de dispersión. En cambio, Cushing afirma que Heisenberg debió �como mínimo� ver el artículo de Wheeler, aunque no hubiera prestado atención al contenido. En cualquier caso, dejando a un lado estas discusiones eruditas y un tanto bizantinas, Heisenberg fue quien sacó a la luz el concepto de S-matrix a todos los efectos, lo cual constituye una aportación más a las muchas que hizo a la física moderna (Cushing, 1990: 36-37).
Sin embargo, Heisenberg se olvidó por completo de este programa, dejó de prestarle atención y volvió a la teoría cuántica de campos (QFT) a finales de los 40, seguramente porque el proceso de "renormalización" que explicaremos a continuación le parecía ofrecer buenas soluciones, y en cambio las matrices se le mostraban excesivamente complejas. Por tanto, abandonó la teoría S-matrix debido a las dificultades que encontró, pero la consideró un camino posible para el futuro, especialmente para solucionar los problemas que ya planteaba la teoría cuántica de campos. La consecuencia fue que el programa S-matrix se hizo popular gracias a otros, no a Heisenberg. En cualquier caso, ni su programa S-matrix dejado a medias, ni otros desarrollos que emprendió posteriormente, fueron bien recibidos por la mayoría de físicos teóricos. Sus intentos de fundar nuevas teorías no atrajeron ya el interés que el alemán tuvo para el mundo de la ciencia en las décadas de los veinte y los treinta, debido a su participación en el intento de fabricación de la bomba atómica y por haber permanecido fiel a su país durante la guerra, lo cual sería otro buen ejemplo de la influencia de la política sobre los proyectos científicos.
En consecuencia, las primeras
investigaciones de Chew sobre el tema no tuvieron ninguna conexión con
Heisenberg trabajó en la teoría S-matrix en los años cuarenta (...) Sin embargo, la teoría comenzó a desarrollarse realmente a finales de los cincuenta, principalmente como resultado de la frustración por la falta de idoneidad al aplicar la teoría del campo cuántico a las interacciones fuertes (...) Aparte del primer artículo sobre el tema de Heisenberg, gran parte del impulso a esta labor ha procedido de Chew" (Cfr. Polkinghorne, 1966).
�La importancia del antiguo programa S-matrix de Wheeler y Heisenberg para desarrollos posteriores consistió en poner de manifiesto una serie de cuestiones, entre ellas los problemas que presentaba la cuántica en algunos ámbitos. El trabajo de otros autores en esos problemas generó una serie de artículos que en último término llevaron a la teoría S-matrix de Chew y sus colaboradores, como enseguida veremos. Por tanto, la influencia de Heisenberg fue solamente indirecta.
4.3.2. La renormalización y el surgimiento de la QED
En cuanto surgió la mecánica cuántica con los trabajos de Dirac, Pauli, Born y, sobre todo, Schr�dinger y Heisenberg, bajo la tutela del gran iniciador de la nueva tendencia, Niels Bohr, los principales representantes de esta nueva forma de hacer ciencia fueron conscientes de que había que unirla con la relatividad de Einstein, tener en cuenta sus principios, dentro de la búsqueda más general de lo que hasta nuestros días se ha llamado "la gran unificación", para que la nueva física integre en una sola teoría todos los fenómenos del universos, desde los más grandes hasta los más pequeños. Esa unión entre cuántica y relatividad fue el objetivo de la teoría cuántica de campos, en la que trabajaron desde finales de los años 20 Pascual Jordan, Wolfgang Pauli y Paul Dirac, principalmente. Éstos, junto con Eugene Wigner, muy pronto consiguieron resultados, pero también desde casi el principio se dieron cuenta de que aparecían graves problemas teóricos, entre ellos numerosos cálculos con resultado infinito, que no tenían sentido. En una teoría que combina la cuántica y la relatividad no es posible especificar con precisión la posición de las partículas, y si se intenta hacerlo �como sucede en la teoría cuántica de campos� surgen inconsistencias matemáticas.
Estos
problemas se abordaron seriamente durante la década de los cuarenta por Freeman
Dyson, Julian Schwinger, Sinichiro Tomonaga y Richard Feynman, entre otros, en
el llamado proceso de "renormalización", que llegó a su fin con la creación de
la electrodinámica cuántica (QED = "Quantum Electrodinamycs"). Los tres últimos
recibieron el Premio Nobel de Física mucho después �año 1965�, y de ellos el
más popular ha sido, sin duda, Feynman, no sólo por su atractiva personalidad,
sino por la creación de los famosos "diagramas de Feynman", cuyo prestigio
rebasó el de limitarse a aplicarlos a la teoría de campos, ya que se
convirtieron en una herramienta muy útil para otras aplicaciones. Esta
renormalización fue ampliamente
aceptada por los teóricos, y la posible solución ofrecida por
4.3.3. El nacimiento de la teoría S-matrix moderna
A pesar de que la comunidad de físicos aceptó el proceso de renormalización que hemos descrito, durante la década de los cincuenta se hizo evidente que esta solución no era totalmente satisfactoria. La renormalización había salvado las apariencias temporalmente, pero los cálculos se hacían muy largos y artificiosos. Había que simplificar. Algunos se animaron a aplicar la navaja de Occam y rechazar la teoría cuántica de campos, y en su lugar limitarse a un proyecto más modesto, consistente en calcular sólo lo que se podía observar en el experimento de dispersión, la información contenida en las correlaciones entre los estados inicial y final de las partículas. También daba la impresión de que la renormalización era un simple parche precisamente para salvar las apariencias. Era necesario algo más que una hipótesis ad hoc para salvar realmente los fenómenos electromagnéticos.
Además, como ya hemos explicado, los últimos descubrimientos parecían indicar que todas las partículas parecían tener el mismo estatus (democracia nuclear), y en cambio las teorías de campos siempre han diferenciado entre partículas elementales y partículas compuestas. Había sido relativamente fácil aceptar un puñado de partículas como fundamentales, pero no fue fácil mantener esa posición cuando la lista creció:
La respuesta de los teóricos manifestó
una especie de esquizofrenia social. Un grupo aceptó el programa de
Por otro lado, la teoría cuántica de campos no podía explicar de ninguna manera las interacciones fuertes, ni siquiera con la ayuda de la renormalización. Esto trajo una sensación de crisis a la física de altas energías en los años 50. Por ello, algunos teóricos comenzaron a buscar métodos alternativos de entender la interacción fuerte. Todos estos factores llevaron a un descenso en el interés por las teorías de campos (QFT y QED = "Quantum Field Theory" y "Quantum Electrodynamic") en los años 50. Donde no fallaban de forma absoluta (sus problemas para explicar las interacciones fuertes), parecía repleta de trucos matemáticos (poco estética y llena de arbitrariedades). Esto condujo a una falta de fe en que las teorías de campos aportaran respuesta a las cuestiones que necesitaban solución inmediata, y los defensores del programa S-matrix se aprovecharon de estos problemas.
Con unos teóricos tan preocupados por
la experimentación y por dar respuestas, estos problemas llevaron a buscar
cualquier otra teoría que pudiera aportar una descripción de los hechos. Y
Ya hemos dicho que la teoría ideada en su origen por Heisenberg se había abandonado casi desde sus mismos inicios, pero la matriz de dispersión era un procedimiento de cálculo bien conocido dentro de la QED, así que en cierto modo era una herramienta que permanecía disponible.
El sentido de crisis
en
Murray Gell-Mann, en 1956, llegó a la conclusión de que la teoría cuántica de campos no podía explicar los fenómenos de alta energía, delineó un programa y aludió al programa S-matrix de Heisenberg con el fin de recuperarlo. Diseñó lo que podría ser un futuro programa S-matrix, que para él no era una teoría opuesta a la QFT, sino sólo un enfoque alternativo.
Una vez más, desde mediados a finales de los cincuenta, la teoría cuántica de campos encontró serias dificultades con las interacciones fuertes. Fue entonces cuando los teóricos se pasaron a una derivación del programa S-matrix de Heisenberg, a la teoría de la dispersión (...) Desde comienzos a mediados de los sesenta, había surgido un nuevo programa S-matrix como candidato para una teoría fundamental de las partículas de interacción fuerte (...) Esta teoría del bootstrap, que condujo a una perspectiva filosófica potencialmente importante, surgió directamente de unas matemáticas muy complejas, no de los datos experimentales ni de una filosofía elevada. (Cushing, 1990: 185).
La teoría S-matrix nació en un período en el que los físicos de partículas estaban reformulando intensamente todos sus principios y concepto. Había un sentimiento colectivo de que la teoría de campos no podía utilizarse para describir todas las interacciones fuertes, o bien que debía ser formulada en un marco distinto, más abstracto, para ser aplicable (Cfr. White, 2007). De este modo, la teoría S-matrix que el mundo de la física vio surgir a comienzos de los sesenta nació de las entrañas mismas de la teoría cuántica de campos, a partir de sus problemas conceptuales.
4.3.3.1 El enfoque bootstrap
Dentro del marco de la S-matrix, Chew desarrolló el denominado "enfoque bootstrap". El término "bootstrap" hace referencia a las lengüetas que tiene una bota y a la paradójica acción de poder levantarse uno mismo tirando de ellas hacia arriba. Por extensión, un proceso bootstrap es un proceso autosostenido o autoconsistente, que se alimenta a sí mismo sin ayuda externa. La teoría S-matrix podía describir la estructura de las partículas y las fuerzas por las que se influyen mutuamente, de una manera dinámica en la que cada partícula forma parte de una red inseparable de reacciones. En cuanto al enfoque bootstrap, consiste en enfatizar que las partículas subatómicas mantienen su cohesión, su estructura y su misma existencia gracias a las fuerzas que surgen de la acción entre ellas mismas. El concepto clave del bootstrap es la consistencia, la idea de que las leyes de la naturaleza son controladas por la consistencia y que no son arbitrarias. Intenta eliminar las arbitrariedades en lo posible. Chew reconoce que, debido a las limitaciones humanas, siempre tenemos que aceptar un conjunto de ideas. Pero, aparte de estas ideas, que son aceptadas provisionalmente como verdaderas, no se debe aceptar nada arbitrario en la teoría y todo debe derivarse a partir de la autoconsistencia.
Además, al añadir al sistema general la idea de democracia nuclear y rechazar la diferencia entre partículas elementales y partículas compuestas, Chew afirmará que cada partícula es el resultado de la acción de ella misma en relación con todas las demás, es decir, se trataba de llevar al límite el concepto de autoconsistencia. Todos los ingredientes para el establecimiento de una nueva teoría S-matrix existían ya en los cuarenta, y a finales de los cincuenta se aceptaban estas proposiciones sobre los hadrones (las partículas sensibles a la interacción fuerte):
1. Hay una democracia de hadrones: todos tienen un estatus equivalente.
2. Los hadrones están formados por otros hadrones, a su vez sostenidos por fuerzas obtenidas en el intercambio de hadrones.
3. Los hadrones son autogenerados por un mecanismo de bootstrap S-matrix que determina todas sus propiedades (Cfr. Chew, 1985).
En un escrito bastante posterior (Cfr. Chew, 1985) explicaba Chew que la idea de la democracia de hadrones (que todos los hadrones son compuestos y ninguno es fundamental) no es lo mismo que la idea de que todas las partículas físicamente observables corresponden a singularidades de una matriz de dispersión analítica. Es decir, la democracia nuclear no es sinónimo de la teoría S-matrix. Sin embargo, en el programa de Chew fueron unidas. De hecho, él mismo reconoce que las historias de estas dos ideas están entrelazadas.
En un momento en que parecía que ninguna partícula era más fundamental que las demás, el enfoque bootstrap defendía que las interacciones tienen que explicarse a partir de su autoconsistencia. No hay un ensamblaje de entidades en las que las fundamentales son la base de las compuestas, sino que el todo está considerado como una especie de red dinámica de sucesos interrelacionados. Dentro de esta red, ninguna parte ni ninguna propiedad es más fundamental que otra. Todas se influyen mutuamente, se definen en función de las relaciones entre ellas, y es la consistencia de sus interrelaciones lo que determina la estructura de todo el entramado. Por tanto, el bootstrap niega la existencia de constituyentes fundamentales de la materia y no acepta ningún tipo de entidades fundamentales, ni siquiera leyes o principios. A veces, la representación de las partículas propia del bootstrap se resume con la provocativa frase "toda partícula se compone de todas las demás partículas", lo cual nos recuerda a la filosofía de Anaxágoras, y de hecho ha habido algunos autores que han desarrollado este parecido del bootstrap con las tesis del filósofo griego de la época de Pericles (Cfr. Harrison, 2006, Cfr. Muradian, 2008)
Esta afirmación no se refiere a que cada una contenga a las demás en un sentido estático, sino que cada partícula ayuda a generar a otras partículas, que a su vez la generan a ella. Todo el conjunto se genera a sí mismo mediante su autoconsistencia (Capra, 1992: 336). En resumen, frente a las inconsistencias de las teorías de campos, surgió una nueva propuesta en la que la autoconsistencia era la clave.
Así nació la teoría bootstrap, que
aportaba un programa independiente respecto a la teoría del campo cuántico, por
lo menos a nivel de cálculo. Algunos de los que adoptaron este nuevo enfoque
consideraron al programa bootstrap como una teoría anti-campos; otros lo
consideraron un enfoque complementario que ofrecía un procedimiento distinto de
cálculo, pero no una teoría independiente. Para éstos,
El líder de ese paso de la teoría cuántica de campos al enfoque S-matrix/bootstrap fue Chew, quien, además su labor puramente científica, aportó algunos argumentos filosóficos para este cambio de rumbo: rechazo de la arbitrariedad de considerar elementales algunas partículas y otras no, autoconsistencia del sistema tomado como un todo y democracia nuclear.
Discutió
apasionadamente contra el paradigma atomista de
Dice el mismo Chew sobre la filosofía contenida en el enfoque bootstrap:
El carácter revolucionario de la democracia de partículas se aprecia mejor al compararla con la estructura aristocrática de la física atómica, tal como afirma la electrodinámica cuántica (...) El concepto de bootstrap está muy unido a la noción de una democracia gobernada por la dinámica (...) Cada partícula ayuda a generar otras, que a su vez dan lugar a la primera (Cfr. Chew, 1964).
4.3.3.2. El acta de nacimiento de la teoría S-matrix moderna
En cuanto a los pasos concretos dados
por Chew en la creación de su nuevo programa, en 1958 ofreció una conferencia
en el CERN, y por aquel entonces ya estaba en el aire una teoría analítica de
Como hemos mencionado, a finales de los
cincuenta ya estaba en el aire una teoría de estas características, pero todo
empezó de forma explícita en la famosa Conferencia de
En la Conferencia de La Jolla, Chew aseguró que la teoría cuántica de campos era estéril como un viejo soldado en lo que respecta a las interacciones fuertes, y que por tanto estaba destinada, no a morir, sino a irse apagando lentamente. En su lugar, deseaba construir un nuevo programa basado en la matriz de dispersión o S-matrix, la cual codificaría las relaciones matemáticas entre las partículas entrantes y las salientes desechando muchos de los presupuestos y técnicas de la QFT. Fue la combinación de la teoría formal de la dispersión de Goldberger y Gell-Mann (Cfr. Gell-Mann, Goldberger, 1953) con el programa de Chew y sus colaboradores lo que dio lugar a un nuevo marco teórico que se esperaba que aportara una alternativa a la tradicional teoría cuántica de campos. Como ya hemos mencionado, el atractivo de este nuevo enfoque venía acompañado por los problemas que conllevaba la QFT. Es importante insistir en que en el trasfondo de este desarrollo había toda una nueva filosofía, pero que nació de planteamientos altamente técnicos, no de un nuevo modelo de teoría física.
Como hemos mencionado, fue en el año
1961 cuando Chew decidió "salir del armario", haciendo su declaración de
intenciones en la conferencia de
No debe haber
malentendidos sobre la posición que estoy defendiendo. Permítanme afirmar que
creo que la asociación convencional de los campos con las partículas de
interacción fuerte ha quedado obsoleta (...) Aún tengo que ver algún aspecto de
las interacciones fuertes que quede aclarado con el concepto de campo. Todos
los éxitos logrados en este ámbito se basan en la unicidad de
Por tanto, fue en la conferencia de La Jolla donde Chew rompió todos los lazos con la teoría de campos y declaró públicamente su búsqueda de un programa S-matrix autónomo. En esa conferencia sentenció la muerte de la teoría de campos. La idea más novedosa e interesante de Chew era la de la democracia nuclear (todas las partículas atómicas deben ser tratadas "democráticamente"), que ya hemos comentado y que en este momento incluye dentro del enfoque boostrap. El planteamiento tradicional de la teoría cuántica establecía una serie de partículas fundamentales o elementales que actuaban como bloques básicos de los cuales se componen las partículas compuestas. El enfoque bootstrap ofrecía a Chew la base teórica para la democracia nuclear: las partículas elementales no merecen un tratamiento especial, distinto de las compuestas, puesto que todas surgen de la interacción de ellas mismas con todas las demás. Chew y sus colaboradores negaban la división tradicional entre partículas elementales y compuestas, y en su lugar describían a cada partícula como una especie de compuesto de todas las demás, no siendo ninguna más fundamental o especial que las demás. Por eso concluía que "todas las partículas deberían recibir igual trato ante la ley." Contrastaba claramente la estructura aristocrática de la física atómica gobernada por la electrodinámica cuántica con el carácter revolucionario de la democracia de partículas. Según Andrew Pickering, "en el núcleo del programa S-matrix, especialmente en la formulación del bootstrap, estaba la creencia de que no había entidades fundamentales. La sugerencia de que todos los hadrones estaban formados por quarks era un anatema para esta teoría" (Pickering, 1984: 90).
Una vez pasado el primer momento de
entusiasmo, llegó el momento de la reflexión y de repensar las cuestiones. Chew
comentaba en un escrito de 1962 la charla de
Creo que ha tenido
lugar una ruptura importante y que en un periodo de tiempo relativamente breve
vamos a alcanzar una comprensión de las interacciones fuertes que yo no
esperaba ver durante mi vida (...) Presento mi visión de la situación actual
exclusivamente en términos de
En el mismo escrito reconoce uno de los
defectos de su teoría, que luego será una de las razones para su caída en
desgracia: la dificultad de tratar con el electromagnetismo y las interacciones
débiles.
En estos primeros escritos y exposiciones en público de su teoría, Chew intentó encontrar un vocabulario que apoyara la ruptura conceptual que deseaba lograr respecto a la teoría cuántica de campos, pero encontrar los términos apropiados no era tarea fácil. Reconoció haber sentido frustrado con la terminología convencional de la Física. En consecuencia, el lenguaje que iba a idear para expresar sus nuevos conceptos tenía que proceder de un sitio distinto al vocabulario de sus colegas. Reflexionando sobre el tema, Chew se reía de los "fundamentalistas" diciendo que su enfoque aristocrático de las partículas elementales no podía proporcionar un marco adecuado para describir las interacciones fuertes. Igual que en su artículo sobre la polémica del loyalty oath, reservaba el término "fundamentalista" para los colegas que defendían una postura contraria a sus ideales democráticos.
Chew llegó a mostrar un optimismo extremo y afirmó �hablando sobre las paradojas de la cuántica� que los principios de la mecánica �tal como se habían establecido� no eran satisfactorios, y que el denominado "programa bootstrap" daría como resultado un estado de cosas diferente. Creía que el enfoque bootstrap iba a dar una explicación simultánea del espacio-tiempo, de la mecánica cuántica y del significado de la realidad, todo a la vez. En conclusión, estaban puestas las bases para una renovación que podía llegar a significar un cambio de paradigma, y Geoffrey Chew, con su carácter inconformista, iba a ser el director.
Muchos de los más acérrimos defensores
de
El concepto de democracia entre las partículas atómicas ha recibido estímulo por parte de los desarrollos experimentales y teóricos. La expresión "democracia nuclear", sugerida por Gell-Mann, describe la conjetura de que todas las partículas de interacción fuerte son compuestas (Chew, 1964: 105).
4.4. El apogeo del programa bootstrap de Chew
Dice Yehudah Freundlich que la ascendencia y ocaso de la hipótesis del bootstrap ofrece un fascinante episodio de la historia de la ciencia moderna, que tuvo un papel importante en el desarrollo de la teoría de las partículas elementales durante la década de los sesenta.
La ascendencia y ocaso de la hipótesis del bootstrap puede considerarse como sostenida por dos pilares. Uno está formado por las nociones de autoconsistencia y democracia nuclear (...) Según la democracia nuclear, al menos en el dominio de las interacciones fuertes, ninguna partícula es más fundamental que otra (...) El otro pilar en el que se basa la hipótesis del bootstrap es el enfoque S-matrix (Cfr. Freundlich, 1980).
4.4.1. La utilización de los diagramas de Feynman
El programa de Chew no sólo partió de la teoría cuántica de campos, sino que también utilizó alguna de sus herramientas, como por ejemplo los diagramas de Feynman, creados por éste en su propuesta de renormalización. Poco después de que Feynman introdujera sus diagramas para la renormalización de la QFT, Chew comenzó a utilizarlos y a adaptarlos a aplicaciones muy distintas a las interacciones electromagnéticas. Por ejemplo, en sus conferencias de 1961 insistió en que muchos de los nuevos resultados de su programa se hacían con el lenguaje de los diagramas de Feynman.
Mientras los teóricos del campo habían enseñado durante una década que las líneas de los diagramas Feynman sólo podían representar partículas elementales, Chew descubrió que esta distinción entre partículas elementales y compuestas no se hallaba implícita en los diagramas. Las propiedades de elemental o compuesto podían intercambiar sus lugares con cada rotación de un diagrama Feynman.
Por tanto, Chew interpretación los diagramas de Feynman un paso más allá de lo que hicieron los otros físicos al proclamar que su contenido, significado y papel para calcular podía separarse enteramente del marco original de la teoría de campos en que se habían originado. De hecho, utilizó los diagramas de Feynman con su interpretación propia, con el objetivo de defender que todas las partículas deberían ser tratadas por igual. Por ejemplo, en sus conferencias de 1961 comentó que sus convicciones filosóficas generales le ayudaron a lograr su lectura "democrática" de los diagramas de Feynman, y por ello a reafirmarse en su conclusión de que ninguna partícula es realmente elemental (Cfr. Kaiser, 2005).
4.4.2. Testimonios del éxito de Geoffrey Chew
Son muchos los testimonios sobre la fuerza del programa bootstrap en los años sesenta. Chris Quigg, que cursó el doctorado en Berkeley a finales de los sesenta �se doctoró en 1970, bajo la dirección de John David Jackson� y fue después profesor de física teórica en el Fermilab, Illinois, dice que Berkeley era el hogar de la perspectiva contraria a las teorías de campos, en primer lugar, y a la cromodinámica cuántica y la hipótesis del quark, después: no existían constituyentes fundamentales, todas las partículas están compuestas unas de otras. En un escrito llegó a llamar a Berkeley la "madre iglesia del bootstrap" (Cfr. Quigg, 1997).
Steven Frautschi estudió y colaboró con Chew en la época de apogeo del programa, y fue profesor en el CalTech (California Institute of Technology). Cuenta en un artículo que Chew tenía un enfoque diferente, al que llamaba "bootstrap", en el que los intercambios entre las partículas aportaban las fuerzas de atracción que las mantenían unidas. Dice también que Chew era un buen líder de grupo y que tenía un nutrido grupo de estudiantes graduados y postdocs, con reuniones semanales en las que les informaba de lo que estaban logrando en conjunto. Fruto de su trabajo en aquel ambiente es su libro Regge poles and S-matrix theory, publicado en 1963, donde declara su apoyo a las tesis de la democracia nuclear (Frautschi, 1985: 44-47).
También John Schwarz �que fue profesor en el Caltech y uno de los creadores de la moderna teoría de cuerdas� estudió con Chew (se doctoró en Berkeley en 1966, bajo su dirección). Comenta en sus escritos que allí se intentaba desarrollar una teoría de las fuerzas nucleares fuertes, que el líder era Chew, y que se sintió muy influido por Chew (Cfr. Schwarz, 2007). De hecho, la teoría de cuerdas se basa en gran medida en el enfoque bootstrap.
También Ramamurti Shankar da su opinión sobre Chew y aquella época:
Cuando me gradué, me
pasé al campo de la Física, y muy pronto me puse a trabajar con Geoff Chew, en
Berkeley, en física de partículas. En aquellos días (finales de los sesenta y
comienzos de los setenta) la comunidad estaba dividida en dos facciones, la de
los teóricos de la QFT y la de los defensores de
Para terminar esta serie de testimonios sobre la época dorada del programa bootstrap, ofrecemos el de John Polkinghorne �profesor en Cambridge y sacerdote anglicano�, un creyente en la S-matrix por aquellos tiempos:
En los últimos diez años se ha
desarrollado un nuevo enfoque para las interacciones fuertes, que evita los
defectos de la teoría cuántica de campos. En
Polkinghorne añadía que algunos se animaron a aplicar la navaja de Occam, rechazar la teoría QFT y su física, y en su lugar limitarse a un intento más modesto, consistente en calcular sólo lo que se puede observar en un experimento de dispersión. De este modo, toda la información conocida se limitaba a las correlaciones entre los estados inicial y final de las partículas. Existe un método matemático de expresar esas correlaciones, con el que, a partir de la entrada correspondiente podemos calcular la probabilidad del estado final: la matriz de dispersión (S-matrix). No obstante lo dicho, Polkinghorne consideraba este enfoque como una buena herramienta, pero no como la teoría definitiva. Mostraba, por tanto, una visión pragmática que no todos aceptaron, llevados por el entusiasmo de considerar al programa bootstrap como la teoría perfecta:
El desarrollo de la teoría S-matrix se caracterizó por cierto grado de lucha sectaria. Algunos de los que trabajamos en este tema éramos eclécticos, contentos de colaborar en una perspectiva que parecía prometedora. Pero no se puede decir lo mismo de algunos de nuestros colegas más veteranos e influyentes (...) En concreto, proclamaron la desaparición de la teoría cuántica de campos. Siempre hay una tendencia a ese tipo de dogmatismo (Cfr. Polkinghorne, 1966).
Es evidente que Polkinghone consideraba dogmáticos a Chew y sus colaboradores más cercanos, lo cual tiene sentido a la luz del ambiente cuasi-religioso que se formó en torno a él y a su programa.
4.4.3. La difusión del programa S-matrix
Chew, consciente de su gran triunfo en Berkeley, trabajó en una campaña de "wild merrymaking" ("fiesta a lo grande") por todo el país y fuera de él, y casi todos se rindieron ante su carisma y su entusiasmo. Sus charlas eran muy esperadas, con un tono inspiracional y animador. Chew desarrolló su programa en una campaña con un tono casi religioso, evangelizador y revolucionario en espíritu". Polkinghorne, por ejemplo, afirma que había un dicho en aquella época: "No hay más dios que Mandelstam, y Chew es su profeta" (Polkinghorne, 1985: 23).
Su entusiasmo pronto animó a sus estudiantes graduados y postdocs a participar como iguales en el programa S-matrix. Además, estaba disponible para todo el mundo casi todo el día y el ambiente era muy agradable para hacer Física. Frautschi recuerda que Chew organizaba reuniones semanales con su grupo de estudiantes y post-doctorales. Era un entorno inspirador para aprender el nuevo modo de hacer física y discutirla desde todos los puntos de vista, filosóficos y técnicos. Es evidente que esta proximidad con los estudiantes fue muy útil, como herramienta pedagógica, para la difusión de su programa boostrap.
Muchas de las mentes más brillantes acudieron a Berkeley. Se organizaban los "seminarios secretos", una vez por semana. Sólo se sabía que eran cada jueves a la una de la tarde, pero nadie conocía el tema, que no se anunciaba anticipadamente, sino en el mismo momento de comenzar.
La ruptura de la S-matrix respecto a
David Gross, Premio Nobel en 2004, rememoró, en su discurso de recepción del premio, la época de los sesenta en Berkeley, cuando fue alumno de Chew. Asegura que aquel fue un período de supremacía experimental y de escasez teórica. Se daba gran importancia a la fenomenología, y sólo había pequeños islotes de avances teóricos. La QFT había caído en desgracia y la teoría S-matrix estaba en su apogeo. Gross comentó también en su discurso que, dado que la teoría cuántica de campos no podía aportar el marco teórico adecuado para las interacciones fuertes, emergió un enfoque radicalmente diferente, basado en la teoría S-matrix y el bootstrap, con principios de carácter más filosófico que científico, que consiguió algunos éxitos notables. Sin embargo, añade Gross, había ciertos inconvenientes en una teoría que "estaba basada en el principio de que no existía teoría, al menos en el sentido tradicional". Gross se doctoró en 1966, bajo la dirección de Chew, pero asegura que ya en ese año el programa bootstrap le había decepcionado. Según dice él mismo, se debió a una charla de Francis Low en Berkeley, en la que éste afirmó que el bootstrap era más una tautología que una teoría. Gross quedó marcado por esos comentarios y comenzó a buscar un esquema dinámico mejor (Cfr. Gross, 2004).
La fuerza del programa S-matrix fue tal que, hasta 1973, si se citaba la teoría cuántica de campos, era pidiendo disculpa; tan grande era la influencia de Chew. Incluso los creadores de la teoría del quark �según la cual los quarks son las partículas elementales de que están formadas las demás, excepto las que están compuestas por leptones� afirmaban en un principio que no se trataba de entidades físicas reales, sino de recursos matemáticos, con el objetivo de no contradecir los principios del bootstrap y la democracia nuclear.
4.4.4. La aceptación de las teorías de Chew en otras universidades
Una cuestión distinta fue la difusión de las teorías de Chew fuera del grupo de Berkeley. Chew pronto se planteó la tarea de llevar su programa a los estudiantes más lejanos por medio de libros de texto. Dio muchas conferencias en cursos de verano y comenzó a publicar sus notas en ediciones de bajo coste. S-matrix theory of strong interactions, basado en esas conferencias y publicado en 1962, fue uno de los primeros libros de una nueva serie.
La publicación de recursos pedagógicos económicos,
como notas de conferencias y reimpresiones, sirvió para ampliar la base de
practicantes de
4.4.4.1. La aceptación en Princeton
Sin embargo, las ideas de Chew no
fueron acogidas por igual en todos los departamentos de física. En este
sentido, el de Princeton fue muy diferente al de Berkeley. Aunque muchos
teóricos de esa universidad investigaron algunos aspectos de
Stephen Adler, del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, recuerda que, cuando Chew fue allí a dar una charla, les pareció demasiado mesiánico. Muchos de los colegas no pertenecientes a su entorno más cercano tachaban sus vigorosos pronunciamientos de proselitismo religioso. Por ejemplo, lo que molestaba a Sam Treiman del programa de Chew era la vehemencia con que enfrentaba su programa con la teoría cuántica de campos. En una conferencia ofrecida en 1962 en la Sociedad Física Americana, Treiman defendió el carácter hipotético del bootstrap, y aseguró que eso de que "cada partícula era levantada por sus propias lengüetas" (alusión irónica al uso del término "bootstrap" por parte del grupo de Chew) le era indiferente. Marvin Goldberger �de quien ya hemos hablado� y Richard Blakenbecler �otro profesor en Princeton� definieron el bootstrap en sentido fuerte como una colección de interesantes especulaciones carentes de una base física y calificaron la oposición a la QFT como una actitud más religiosa que científica (Cfr. Kaiser, 2002).
En general, la renuncia a la teoría cuántica
de campos preconizada por Chew no obtuvo amplia aceptación.
4.5. La relación de las ideas y el lenguaje de Chew con la oposición al macartismo
¿Estaban las ideas de Chew sobre física
de partículas determinadas por las ideas culturales y políticas de la época del
loyalty oath y el macartismo? Puede que, a un nivel personal, la
frustración de Chew ante la paranoia anticomunista de los regentes de
Esta lucha de la revolucionaria democracia nuclear contra la conservadora teoría cuántica de campos podría inducirnos a una interpretación sociologista, máxime si tenemos en cuenta que las teorías de Chew tuvieron su apogeo a comienzos de los sesenta, y que coincidieron en el tiempo con el Free Speech Movement (Movimiento de Libertad de Expresión). Con sus protestas, los estudiantes reclamaban el derecho a realizar actividades políticas dentro del campus y a la libertad académica y de expresión. Este fenómeno tuvo consecuencias muy importantes en Berkeley, similares a las de la polémica del juramento de lealtad diez años antes, y fue un ejemplo para todos los movimientos por las libertades civiles durante la década de los sesenta. Curiosamente, los paralelismos no terminan aquí. Del mismo modo que Richard Nixon forjó su carrera política a finales de los cuarenta y comienzos de los cincuenta destacando en su papel de inquisidor dentro del Comité de Actividades Antiamericanas, Ronald Reagan también ganó gran parte de su prestigio por su campaña para acabar con el "desorden" de Berkeley, y gracias a ella ganó las elecciones a gobernador de California en 1966, puesto en el que se mantuvo hasta que lanzó su campaña a presidente del país por el Partido Republicano.
Chew nunca afirmó que sus ideas e intereses sobre física de partículas estuvieran originadas por sus convicciones políticas, si bien debió tomar del ámbito político el vocabulario que utilizó, como hemos mostrado. Los físicos americanos de posguerra se consideraban gente práctica, de tendencia más pragmática que filosófica. Los escasos físicos teóricos que tomaron posiciones políticas claras no solían ser extremistas. Y los poquísimos que mezclaron la política con la Física �como por ejemplo David Bohm, con su reconocida adhesión al comunismo y al materialismo dialéctico marxista� fueron rápidamente marginados de la corriente principal y tildados de doctrinarios. Más que formular una filosofía política de la democracia a través de sus teorías físicas, o pretender ver aquélla reflejada en éstas, lo que hizo Chew en la década de los cincuenta, después de la polémica del juramento de lealtad, fue emprender una serie de acciones concretas para lograr un juego limpio y trato igualitario, y ese proyecto se vio reflejado en sus ideas políticas, y posteriormente en las prácticas pedagógicas con sus estudiantes y en su trabajo en Física.
4.6. Reflexiones filosóficas sobre la S-matrix
4.6.1. El éxito de la teoría S-matrix
El auge de la teoría S-matrix a finales de los cincuenta y principios de los sesenta puede explicarse por tres factores principales: los problemas que presentaba la teoría cuántica de campos, la actitud pragmática de los teóricos y su atractivo filosófico.
Tras la guerra, los físicos dispusieron de aceleradores de partículas para bombardear el núcleo mucho más intensamente que antes, y los teóricos debieron habérselas con numerosos experimentos y explicar los datos resultantes de ellos. Además, en la posguerra los teóricos se guiaban en gran medida por los datos experimentales, y esto fue lo que caracterizó a la física de altas energías en aquel periodo. El apoyo económico por parte del gobierno era muy grande, había mucho dinero en financiación y becas, y la preparación de los teóricos se encaminaba en gran medida a atender y explicar los experimentos. A falta de una teoría bien elaborada en la que todos estuvieran de acuerdo, gran parte del trabajo teórico consistía en modelos fenomenológicos que se orientaban a la explicación y organización de los datos experimentales.
En consecuencia, los teóricos partían
de un enfoque pragmático y se les enseñaba una visión instrumentalista de las
teorías. El ambiente eminentemente práctico implicaba que una teoría debía
funcionar y que no se podía perder tiempo intentando entender una que estuviera
repleta de problemas. Ese fue el legado de la actitud que había resultado tan
exitosa en Berkeley, Columbia, Harvard y otras importantes universidades americanas
durante los años treinta y cuarenta. Tanto apoyo por parte del estado supuso
una gran presión y competitividad, y en ese contexto la capacidad para explicar
los experimentos era crucial. En lo que concierne al tema que estamos tratando,
un ambiente donde lo importante era el experimento, se hicieron visibles los
problemas de la teoría cuántica de campos para explicar las interacciones
fuertes. En cambio,
Decía Goldhaber en una entrevista que en aquella época no sabían como hacer teoría cuántica de campos enfocada a las interacciones fuertes, así que dejaron de interesarse por ella, dado que no resultaba útil. El problema era que no sabían calcular con ella, así que pensaron en hacer otra cosa distinta. Y precisamente la matriz de dispersión estaba perfectamente diseñada para tratar con ese aspecto (Cfr. Gordon, 1997).
David Gross afirma que se abandonó la QFT porque con ella no se podía calcular y porque los físicos americanos son pragmáticos innatos. Esta teoría no demostró ser una herramienta útil para tomar contacto con la enorme explosión de descubrimientos experimentales (Cfr. Gross, 2004).
Aparte de este factor de pragmatismo
que hemos mencionado, hay otro más estético y filosófico:
Todo esto llevó a una disminución en el
interés por la QFT �y su epígono, la QED� a finales de los años 50. Donde no
fallaba de forma absoluta (problemas para explicar las interacciones fuertes),
parecía repleta de trucos matemáticos (poco estética y llena de
arbitrariedades). Esto llevó a una falta de fe en que este tipo de teorías ofreciera
soluciones a las cuestiones que necesitaban resolverse, y los partidarios de
Este ambiente pragmatista desfavoreció
por completo a la QFT. En cambio,
Hay dos aspectos adicionales en esta
disputa entre la teoría cuántica de campos y la S-matrix que debemos comentar:
los prácticos y los que podemos llamar "políticos": la cuestión de hasta qué
punto era real la diferencia entre las dos teorías y el asunto de la diferencia
"política" percibida por los seguidores de estas dos teorías. La mayoría de los
teóricos formados en QFT utilizaban la S-matrix, pero operaban en el marco de
la QFT y no aceptaban la incompatibilidad entre las dos teorías. Para muchos,
la separación existía sólo en la medida en que Chew la establecía: la S-matrix
estaba separada de
Al mismo tiempo, estaba el problema de
que
Pasando a otra cuestión filosófica, si se nos permite la generalización �siempre arriesgada�, los profundos problemas planteados por la teoría cuántica de campos no era un tema del gusto de la mentalidad americana, y menos en aquella época de posguerra, con tantos datos experimentales por explicar y tanto trabajo en el sector nuclear. Los científicos americanos solían burlarse de los problemas filosóficos planteados por los europeos y se limitaban a aplicar la teoría, calcular y obtener resultados experimentales. El mismo Oppenheimer era un físico brillante, pero era más bien pragmático: no se inmiscuía en discusiones filosóficas sobre la cuántica y se limitaba a los aspectos más prácticos y a difundir la nueva física en Estados Unidos durante la década de los treinta, tras haber estudiado en Europa con los fundadores. Dicho en pocas palabras, a los americanos les era ajena la disputa por la interpretación de la cuántica, un asunto que les parecía excesivamente metafísico. Volviendo a nuestro protagonista, Chew hizo el doctorado con Enrico Fermi, quien, a pesar de no ser americano, siempre fue un pragmático que se reía de las discusiones sobre la interpretación de la cuántica, y a quien sólo importaban los resultados. En una entrevista, Chew también reconoció que en aquel momento nunca pensó en interpretaciones filosóficas ni en aplicar principios filosóficos (Cfr. Capra, 1985). Sólo asumía lo que funcionaba, sin preocuparse por el trasfondo; le importaban únicamente los resultados, calcular y ajustarse a los datos experimentales: descripción de un buen pragmático e instrumentalista, para quien lo importante es el experimento.
En consecuencia, las implicaciones
filosóficas del bootstrap, fueron algo ajeno a la personalidad de Chew, al
menos al principio, y sólo se manifestarían en su insistencia casi religiosa
por abandonar
4.6.2. El atractivo filosófico de la teoría S-matrix
Su atractivo iba más allá de la preconizada ausencia de parámetros arbitrarios y la habilidad para manejar la interacción fuerte sin infinitudes; no en vano, Chew era considerado uno de los líderes de la física de altas energías más carismáticos de su tiempo.
4.7. Chew y la política
El hecho de que la democracia nuclear surgiera en el campus de Berkeley reviste gran interés. La cuestión que se nos plantea es qué efecto pudieron tener los factores sociales en la construcción y evolución de la teoría S-matrix.
La idea de que los factores sociales pueden afectar a la forma, e incluso al contenido, de las teorías físicas forma parte de las tesis del enfoque sociologista de la ciencia, y el ejemplo clásico es la obra de Forman "Cultura en Weimar, causalidad y teoría cuántica, 1918-1927", hasta tal punto que se suele utilizar la expresión "tesis de Forman" para aludir a cualquier argumento externalista fuerte que sugiera que los factores sociales externos tienen un papel determinante en la construcción de las teorías científicas.
Cushing se plantea la posibilidad de
aplicar un argumento del tipo de Forman al surgimiento de la teoría S-matrix en
Berkeley en los años 60, y llega a la conclusión de que es difícil demostrar
que existe una relación, pero que el entorno existente en Berkeley pudo tener
un papel en su elaboración y aceptación (Cfr. Cushing, 1990). Sin embargo, la
mayor actividad política de Berkeley fue en los años 1964-65 y posteriores,
mientras que el apogeo de la teoría S-matrix tuvo lugar en el período 1961-64.
Lo que parece más plausible es que la misma atmósfera previa de Berkeley �que
iba a contribuir a la rebelión estudiantil� contribuyera también a la
aceptación y atractivo del programa S-matrix de Chew. Además, existía el
precedente del loyalty oath, en el
que Chew estuvo implicado. En ese mismo sentido, es posible que las diferencias
culturales entre el este y el oeste de Estados Unidos �reflejadas en sus
universidades� ayudaran a que
4.8. Reflexiones de Geoffrey Chew
Para finalizar este capítulo, el central del trabajo, ofrecemos unas reflexiones del propio Chew, expresadas en una entrevista realizada por Fritjof Capra (Capra, 1985).
En la entrevista, Capra comenta que le parece muy importante el paso de una metáfora arquitectónica de un edificio con cimientos firmes (la teoría cuántica de campos), a la metáfora de una red sin cimientos, una red de eventos interrelacionados (la teoría S-matrix) y un conjunto de conceptos adecuados para describir esos eventos. En su opinión, es un cambio fundamental porque es la primera vez que en la ciencia occidental no se busca con un suelo firme donde pisar y unos cimientos sólidos sobre los cuales construir el edificio. Chew contesta que es cierto, y que se debe a la larga tradición de atomismo y de búsqueda de los constituyentes fundamentales, en la ciencia occidental, por lo que el enfoque boostrap no ha sido reconocido por la mayoría de los científicos: no es aceptado precisamente por esta ausencia de una base firme. La idea clásica de ciencia está, en cierto sentido, en conflicto con el enfoque bootstrap, porque la ciencia quiere cuestiones que estén planteadas con claridad, y desea ofrecer soluciones que permitan describir lo que hay por debajo de los fenómenos, lo que los sustenta; en cambio, forma parte del bootstrap no considerar absoluto a ningún concepto.
La mayoría de los físicos acepta una noción absoluta de campos locales. Hacen esto porque es para ellos la única forma de combinar los principios cuánticos con el continuum de espacio-tiempo. Si se les introduce en una discusión filosófica, los más talentosos estarán de acuerdo en que, probablemente, los campos no son la verdad absoluta, pero seguramente dirían que es algo que hasta ahora no se ha demostrado. Estos científicos no entienden que Chew tenga un punto de partida distinto al de los campos locales. Él hace esto porque los considera una arbitrariedad. Nadie ha encontrado una forma de utilizar los campos cuánticos locales sin introducir una arbitrariedad desagradable a los ojos de nuestro protagonista.
5. El programa de la democracia nuclear en decadencia
Como suele suceder en muchos ámbitos de la cultura y la ciencia, las novedades llaman la atención y captan el interés general. La primera evolución de muchas teorías, al haber partido del punto cero, es más bien sencilla. Sin embargo, con el paso del tiempo, las novedades dejan de serlo, y las teorías, al enfrentarse con los problemas que van surgiendo, se complican progresivamente. La consecuencia es que la teoría, si no logra llegar a ser la generalmente aceptada �la considerada estándar�, va perdiendo adeptos, queda relegada y se convierte en poco menos que una pieza de museo.
Algo parecido le sucedió a la teoría S-matrix. Tras unos años �comienzos de los sesenta� en que parecía salir victoriosa de su lucha contra la QFT �si bien la victoria absoluta sólo tuvo lugar en Berkeley, mientras que en otras universidades era considerada un método de cálculo, dentro de la teoría de campos�, comenzó a decaer, y a comienzos de los setenta sólo era practicada por sus defensores más acérrimos, Chew y sus más fieles seguidores.
La teoría S-matrix tuvo que aumentar su aparato matemático
para poder aplicarse a distintos fenómenos de las interacciones fuertes. Al
comienzo, ciertos componentes de la teoría fueron útiles en forma de
predicciones que estaban acordes con los experimentos. Sin embargo, después
sólo sirvieron para complicar la situación (Cfr. Gordon, 1998). Además, se
podían hacer cálculos para algunas interacciones de producción de
multi-partículas, pero nadie era capaz de elaborar un modelo general de
producción de multi-partículas para cualquier número arbitrario de ellas. Este
fracaso a la hora de generalizar ciertas características fue frustrante e hizo
crecer las dudas sobre si
Estos ataques se dirigían principalmente contra el bando
más radical de
Los teóricos de
A finales de los sesenta, la teoría en auge era la de los quarks, impulsada principalmente por Murray Gell-Mann y George Zweig. Según ella, los hadrones estarían compuestos por unos constituyentes elementales que llamaron "quarks". Richard Feynman realizó una propuesta similar con su modelo del "partón". Por la misma época comenzó a surgir un gran interés por un tipo de teorías de campo conocidas como "teoría de campo indicador" ("gauge field"), que inclinó la balanza aún más hacia las teorías cuánticas de campo.
A medida que
En este período de decadencia, excepto algunos de sus fieles, es difícil encontrar �incluso entre sus colaboradores� alguien que defendiera sus afirmaciones más radicales. La popularidad de la teoría S-matrix comenzó a declinar a mediados de los sesenta, en parte por las dificultades matemáticas halladas (...) y en parte porque la idea del quark ganaba popularidad en ese momento (Yu Cao, 1998: 229).
La teoría S-matrix se fue apagando poco a poco. Los seguidores de Chew que aún aceptaban su enfoque se convirtieron en un grupo aislado de especialistas que trabajaban apartados de la corriente principal de la física de partículas (Yu Cao, 1998: 261).
También Michael Redhead afirma que el entusiasmo inicial por el programa bootstrap había decaído a finales de los sesenta. Las razones que cita son:
1. Se reconocía que los bootstraps parciales nunca podían dar información exacta sobre los hadrones. Y si añadíamos más partículas y reacciones, todo se hacía excesivamente complicado. En cierto sentido, el bootstrap implicaba que no se podía intentar comprender nada aisladamente, sino que había que tener en cuenta todo. Y eso iba en contra del método científico desde los tiempos de Galileo. El enfoque bootstrap intentaba enfrentarse a la naturaleza en toda su complejidad, lo contrario de lo convencional para el método científico.
2. El modelo rival, el de los quarks, comenzó a tener éxito. Y con ello volvió la teoría cuántica de campos (Cfr. Redhead, 2005).
Redhead dice que, en realidad, el programa bootstrap no fue
refutado, sino superado por los nuevos fundamentalistas. Eran unos nuevos
aristócratas que derribaron la democracia igualitaria de la filosofía bootstrap
con sus quarks y sus gluones. Sin embargo, por una curiosa ironía, el programa
S-matrix sobrevivió en cierto sentido, en una forma mutada, como origen de la
moderna teoría de cuerdas. Las teorías de cuerdas son diferentes aproximaciones
de una única teoría, la teoría-M, que es descendiente directo de
Cuando finalizaba la década de los sesenta, Chew siguió defendiendo su teoría, pero ya con menos fuerza y radicalidad que antes. Además, como hemos mencionado, acudía con más frecuencia a argumentos filosóficos, y menos a argumentos científicos. Por ejemplo, frente a los artículos casi exclusivamente técnicas de sus inicios, en un escrito de 1970, que tiene el revelador título de "Hadron bootstrap: triumph or frustration?", dice:
El bootstrapper busca entender la naturaleza, no en términos de constituyentes fundamentales, sino a partir de la autoconsistencia, en la creencia de que todo lo relacionado con la física procede únicamente del requerimiento de que los componentes sean consistentes entre ellos. Ningún componente debe ser arbitrario.
Ya muestra cierta tregua hacia los "fundamentalistas" del campo cuántico y ha relajado su dogmatismo:
La pureza en la distinción entre el fundamentalista y el bootstrapper se hace borrosa por la inevitable inexactitud de la medición física y la finitud de la capacidad intelectual humana. En cualquier estado del desarrollo de la ciencia, los físicos tratan inevitablemente con una descripción incompleta y aproximada de la naturaleza. A medida que aumentan la precisión y el alcance de los experimentos, un componente de la naturaleza que antes parecía fundamental, puede cambiar.
Y hace memoria sobre los comienzos de su teoría:
Es difícil decir en qué momento, a
comienzos de los sesenta, la acumulación de evidencias fue lo bastante grande
como para que la mayoría de los físicos de partículas pensaran que
En relación con el mismo tema, dos años antes, en 1968, ya predominaba el lenguaje más filosófico y menos científico, y reconocía el carácter aproximado de cualquier teoría:
Las teorías físicas siempre han sido aproximadas y parciales. Un descubrimiento clave de la cultura occidental ha sido el de que diferentes aspectos de la naturaleza pueden ser entendidos individualmente en un sentido aproximado sin entender todo a la vez. En última instancia todos los fenómenos están interconectados, por lo que el intento de entender sólo una parte necesariamente conduce al error, pero este error suele ser lo bastante pequeño para que ese enfoque parcial sea significativo (Cfr. Chew, 1968).
A comienzos de los setenta, nuevos datos contribuyeron al
auge de las teorías de campos y al abandono de
Polkinghorne, anteriormente un fuerte defensor de la teoría S-matrix, escribe en 1979, casi a modo de epitafio:
�A lo largo de los siglos ha habido dos tipos básicos de teorías de la materia. Una defendía una única sustancia universal de la cual todo está hecho. Otra partía de un pequeño número de elementos básicos, cuyas combinaciones dan lugar a la multiplicidad existente (...) La teoría S-matrix pertenece a un tercer tipo de teorías, el bootstrap, según la cual todo está hecho de todo lo demás (...) La idea se originó en los años sesenta en los Estados Unidos, y fue difundida por Geoffrey Chew bajo el hermoso eslogan de democracia nuclear (...) Era una gran idea. Desgraciadamente, no llegó a buen término. La gran síntesis era infinitamente más complicada e inaccesible. Finalmente, la naturaleza del mundo de lo microscópico se está enfrentando a las nociones igualitarias de la democracia nuclear. Parece haber objetos que tienen un papel primario. Es hora de volver a los quarks (Crf. Polkinghorne, 1979).
Los mismos principios estéticos que habían aupado a la teoría S-matrix (simplicidad, rechazo de las entidades arbitrarias, fidelidad a los hechos observables) fueron los que marcaron su caída a medida que se fue complicando con un aparato matemático que la convertía en excesivamente compleja (Cfr. Gordon, 1998).
Sin embargo, ha habido autores que han seguido
reivindicando la validez del programa bootstrap. David M. Harrison, del
departamento de física de
�Chew nunca abandonó su teoría y su trabajo, incluso hasta el punto de quedarse prácticamente solo y de que casi todos sus colegas calificaran su trabajo posterior de totalmente irrelevante. Sus desarrollos de los años setenta versaron sobre el modelo de Gabrielle Veneziano y el programa de bootstrap topológico. En la medida en que estos trabajos están relacionados con la moderna teoría de cuerdas, podemos decir que parte de las teorías de Chew han sobrevivido.
No obstante, aún influiría sobre otros autores y
científicos (el caso de Fritjof Capra es especial y lo explicamos más adelante).
Por ejemplo, Swetman, de
6. Los epígonos de Chew
6.1. Más allá de la ciencia
Tras años de olvido, las teorías de Chew fueron retomadas �junto con las de otros físicos como David Bohm� para apoyar ciertas tesis en muchos casos ajenas a la ciencia, y defendidas en su mayoría por personas próximas al movimiento New Age. Chew y Bohm, sintiéndose olvidados desde tiempo atrás, aunque no aceptaran las tesis de quienes ahora acudían a ellos en busca de apoyo teórico, sí se prestaron en muchos casos a poner su nombre al lado de estos gurúes que pretendían señalar los posibles paralelismos entre la ciencia y la filosofía oriental y dar un recubrimiento supuestamente científico a sus creencias.
El principal representante de esta tendencia a la que aludimos es Fritjof Capra, nacido en Viena en 1939 y doctor en Física Teórica por la universidad de esa ciudad. A finales de los sesenta acudió a California, en pleno auge del movimiento hippy, en el cual participó; allí entabló contacto con varios físicos de Berkeley, entre ellos Geoffrey Chew, con quien colaboró. Realizó varios trabajos en el ámbito estrictamente científico, y después dedicó varios años a la preparación de su primer libro, El tao de la física, que supuso un best-seller mundial y le permitió retirarse para dedicarse a escribir y a promover movimientos como la Deep Ecology.
Capra quiso poner de manifiesto las implicaciones filosóficas de las teorías de Chew. En un artículo publicado en 1978 �"Quark physics without quarks: A review of recent developments in S-matrix theory"�, cuando ya eran casi totalmente ignoradas por la comunidad científica, hizo un repaso de los desarrollos de la teoría S-matrix durante los cinco años anteriores, arremetió contra la teoría de los quarks �en ese momento ya predominante� y repitió, desde una perspectiva más filosófica, algunos de los argumentos que Chew había defendido a comienzos de los sesenta:
La creencia en que los quarks y los leptones son los constituyentes fundamentales de la materia es aceptada por la mayoría de los físicos de partículas y es muy conocida por la comunidad física y el público en general. Un punto de vista alternativo, defendido por una pequeña minoría de físicos, pero en aumento, defiende que los quarks no son entidades físicas primarias, sino solamente patrones generados por la dinámica de las interacciones fuertes. Este enfoque se defiende en el marco de la teoría S-matrix y del bootstrap, los cuales no aceptan ninguna entidad fundamental, sino que intentan comprender la naturaleza por completo a través de su autoconsistencia.
Capra comenta los últimos desarrollos de la teoría S-matrix de Chew frente a la teoría de los quarks, sin importarle que ya estuviera en franca decadencia:
El nuevo enfoque culminó en el concepto
de S-matrix ordenada, la cual ha hecho posible llegar a resultados
característicos del modelo de los quarks sin necesidad de postular la
existencia física de los quarks. Estos resultados han generado gran entusiasmo
entre los teóricos de
Capra hace también un repaso a la historia de la física de partículas. La cita es larga, pero la reproducimos entera porque es bastante clara, no necesita comentarios y nos parece interesante para nuestro tema. Además, sirve para dar un repaso a la Física del siglo XX:
Los candidatos más recientes en la
búsqueda de los bloques básicos constituyentes son los llamados quarks. La
hipótesis del quark fue introducida en 1963 por Gell-Mann y Zweig (...) La
simplicidad y eficacia de este modelo es sorprendente, pero conduce a serias
dificultades si los quarks se toman seriamente como constituyentes reales de
los hadrones. Hasta ahora, ningún hadrón se ha dividido en sus quarks constituyentes,
a pesar de haberlos bombardeado con las energías más fuertes (...) Si los quarks
están unidos por potentes fuerzas de interacción, éstas deben implicar a otras
partículas y los quarks deben, en consecuencia, mostrar algún tipo de
estructura, igual que las otras partículas (...) En el bando experimental ha
habido una fiera pero hasta el momento infructuosa búsqueda del quark durante
la pasada década (...) La formulación matemática actual del modelo del quark se
conoce como cromodinámica cuántica. Es una teoría del campo y ha sido nombrada
así por analogía con la electrodinámica cuántica, la primera y aún más exitosa
teoría moderna del campo (...) El principal problema del modelo del quark es
explicar por qué no hay quarks libres. En el marco de la cromodinámica
cuántica, a este fenómeno se le ha denominado confinamiento del quark, según la
idea de que los quarks, por alguna razón, están permanentemente confinados
dentro de los hadrones y por tanto nunca podrán observarse (...) Sin embargo, a
pesar de todas estas dificultades, la mayoría de los físicos aún creen en la
idea de los bloques básicos constituyentes de la materia, una idea fuertemente
asentada en nuestra tradición científica occidental (...) Los quarks pueden no
ser entidades físicas primarias confinadas en el interior de los hadrones, sino
simplemente patrones generados por la dinámica de las interacciones fuertes (...)
no tiene sentido hablar de quarks libres (...) La teoría S-matrix es el marco que
parece más adecuado para describir los hadrones y sus interacciones. Su
concepto clave,
De todas formas, es evidente que el trabajo de comentarista que hace Capra de la obra de Chew no es desinteresado, sino que el objetivo es apoyar sus propias tesis. En "Bootstrap and buddhism", publicado en 1973, dice Capra que los paralelismos entre la física moderna y la filosofía oriental no son superficiales, sino que proceden de un profundo acuerdo entre la visión oriental del mundo y los conceptos de la ciencia moderna, y utiliza claramente a Chew, citándole:
El fundador y principal defensor del modelo bootstrap es Geoffrey Chew. De acuerdo con él, hay actualmente dos escuelas entre los físicos de altas energías, con visiones opuestas en lo relativo a los constituyentes de la materia. La mayoría son fundamentalistas e intentan reducir la naturaleza a sus partes fundamentales y buscan los ladrillos básicos de los que está compuesta la materia. Enfrente están los bootstrappers, que buscan entender la naturaleza a través de la autoconsistencia (...) Puesto que un componente fundamental es por definición uno que es asignado arbitrariamente, un modelo bootstrap no debe contener ningún componente fundamental. Llevada a su extremo, la idea del bootstrap nos lleva más allá de la ciencia. El mismo Chew reconoce que la idea del bootstrap, aunque fascinante y útil, no es científica (...) El problema es el siguiente: Puesto que todos los fenómenos están en última instancia interconectados, para explicar cualquiera de ellos tenemos que entender todos los demás, lo cual es imposible, obviamente (...) La tesis principal de este artículo es similar a la de El tao de la física: hay un profundo acuerdo entre la idea del bootstrap y la filosofía oriental. En cambio, el enfoque de los fundamentalistas ha surgido del pensamiento occidental tradicional, basado a su vez en la filosofía griega (Capra, 1973: 15-16).
En "Holonomía y bootstrap", artículo incluido en el libro El paradigma holográfico, Capra dice que la base del programa de Chew consiste en la idea de que la naturaleza no puede reducirse a entidades fundamentales �como los elementos fundamentales de la materia�, sino que debe entenderse totalmente a través de la autoconsistencia. El universo se considera un tejido dinámico de acontecimientos interrelacionados, y ninguna de las propiedades de ninguna parte de este tejido es fundamental; todas ellas se deducen de las propiedades de las otras partes, y la consistencia general de sus interrelaciones mutuas determina la estructura de todo el tejido. La imagen de los hadrones originada por estos modelos de boostrap se suele resumir en la frase provocadora de que cada partícula consta de todas las demás partículas. Ciertamente, el bootstrap de hadrones representa una innovación radical en comparación con los enfoques fundamentalistas seguidos por la mayoría de los físicos, y uno de los principales desafíos del bootstrap de hadrones ha sido siempre la exigencia de explicar la estructura-quark de los hadrones sin tener que suponer que los quarks son los elementos fundamentales de que están hechas esas partículas.
Capra puede considerarse un epígono de Chew en la medida en que trabajó con él, y porque en cierto modo defiende sus teorías, si bien aplicándolas a un ámbito distinto y con un objetivo también distinto. Capra se doctoró en física teórica de partículas en la Universidad de Viena, en 1966, y fue después a París como estudiante postdoctoral. Allí fue testigo de los sucesos de mayo del 68 y conoció a Michael Neuenberg, profesor de física de la Universidad de Santa Cruz, California, quien le ofreció una beca postdoctoral. Llegó allí en septiembre de 1968, y además de trabajar tomó contacto con el ambiente contracultural de la época. En diciembre de 1970 regresó a Europa, decidió convertirse en escritor y comenzó a redactar un libro de texto de física, aconsejado por Victor Weisskopf. Después de pasar apuros económicos, decidió redactar parte de su trabajo en forma de artículos en los que comparaba la física moderna con el pensamiento oriental y los envió al director de la sección teórica del Laboratorio Lawrence, de Berkeley, del que Chew era en ese momento el director. Al verlos no se sintió especialmente interesado, y se los entregó a Elizabeth Rauscher y George Weismann, dos físicos que vivían como hippies en sus ratos libres y que en 1975 fundarían el llamado "Fundamental Fysiks Group". Quedaron tan sorprendidos que inmediatamente dijeron a Chew que invitara a Capra a visitar el laboratorio como asistente no pagado, lo cual tuvo lugar en otoño de 1973. Allí dio algunas charlas al grupo de estudiantes y asistentes de Chew y visitó a Neuenberg, quien le animó para que no escribiera un libro de texto, sino uno que explorase los paralelismos entre la física y el pensamiento oriental. Tras su vuelta a Europa, se dispuso a rehacer su libro. Después de varios rechazos, una pequeña editorial londinense aceptó publicarlo. También logró que una editorial norteamericana, Shambala Press, lo publicara en Estados Unidos. El libro era El tao de la física, y apareció simultáneamente en 1975 en Gran Bretaña y Estados Unidos. En abril de 1975 regresó a Berkeley para quedarse más tiempo. Ya integrado en el grupo de Rauscher y Weismann, formó parte del Fundamental Fysiks Group y fue uno de sus ideólogos. Gracias al ambiente cultural reinante en ese momento, su libro se popularizó, fue un best-seller y se convirtió en uno de los estandartes del movimiento New Age más cercano a lo que podemos considerar verdadera ciencia. Se ha traducido a veintitrés idiomas distintos y ha vendido millones de copias en todo el mundo (Cfr. Kaiser, 2011). En Berkeley entabló amistad con Chew, sobre la que podemos leer en Sabiduría Insólita (Capra, 1988) y "Bootstrap physics: A conversation with Geoffrey Chew" (Capra, 1984). Según nos cuenta el propio Capra �Chew no lo ha desmentido�, dio el beneplácito al hecho de asociar su nombre con los escritos de aquél. El testimonio más actual sobre la relación entre los dos y sobre la relación, en general, entre la física y el movimiento New Age, es el libro de David Kaiser, How the Physics Saved Physics, que expone cómo estos extraños físicos contribuyeron a dar impulso a su ciencia.
6.2. El tao de la física
Por último, ofrecemos un resumen de El tao de la física, el best seller de Fritjof Capra en el que
intenta poner de manifiesto los paralelismos entre la física contemporánea y la
filosofía oriental. Para él, la filosofía bootstrap constituye el mejor ejemplo
de la afirmación de la interconexión de todas las entidades y procesos del
mundo, igual que hacen las filosofías orientales, especialmente el budismo y el
taoísmo. No es el objetivo del presente trabajo juzgar la obra de Capra, por lo
que nos limitamos a decir que consideramos positiva su labor de difusión de la
filosofía subyacente al enfoque bootstrap, pero que es dudoso que existan esos
paralelismos entre
En el prólogo de la obra, Capra afirma que está comenzando a emerger de la física moderna una visión del mundo que está en armonía con la antigua sabiduría oriental. Además, durante los últimos treinta años existe en Occidente un fuerte interés por el misticismo oriental. Capra considera ese interés parte de una tendencia más amplia que trata de contrarrestar un profundo desequilibrio en nuestra cultura, ya que ésta ha favorecido valores y actitudes yang (fuertes, masculinos) y ha ignorado las contrapartidas yin (intuitivas, femeninas).
En el primer capítulo, "Física moderna, ¿un camino con corazón?", el autor pasa revista a la historia del pensamiento desde los presocráticos y señala que los filósofos milesios y Heráclito, con su concepción del mundo como algo vivo, tienen mucha relación con el pensamiento oriental. Sin embargo, con Parménides y Pitágoras, y más tarde con Platón, la tendencia cambia hacia lo racional y el dualismo. Tras el Renacimiento y el dualismo cartesiano se construye la visión mecanicista del mundo, en la que éste se compone de multitud de objetos diferentes ensamblados en una enorme máquina. Newton elabora la mecánica clásica, por la que Dios rige el universo desde lo alto imponiendo las leyes de la naturaleza. Esta visión fue predominante hasta finales del siglo XIX, y según Capra nos ha apartado de la naturaleza y del ser humano, y es la culpable de muchos de los males de nuestro tiempo: desorden político, violencia institucional, contaminación del medio ambiente. Frente a todo esto, el concepto oriental del mundo es orgánico: todas las cosas y todos los sucesos están interrelacionados y son aspectos distintos de una misma realidad. Las causas que mueven los objetos están dentro de ellos mismos.
En el segundo capítulo, "Saber y ver", Capra diferencia el
conocimiento racional del intuitivo y afirma que Occidente ha dado prioridad al
primero, que es analítico, frente al segundo, que es sintético. En cambio, la
cultura oriental ha hecho lo contrario. El conocimiento racional opera mediante
abstracción, que consiste en seleccionar los rasgos significativos de los entes
y los fenómenos. Con la abstracción se construye un mapa intelectual de la
realidad. Por otro lado, el mundo natural es variado y complejo,
multidimensional, donde todas las cosas están relacionadas y nuestra
abstracción no puede conocer esta realidad por completo. Sólo logra una
representación aproximada, pero no lo creemos o no queremos darnos cuenta
porque nuestra representación de la realidad es más fácil de alcanzar que la
misma realidad: tomamos los conceptos por la realidad, los confundimos con
ella. Liberarnos de esta confusión es uno de los objetivos del misticismo
oriental.
En el tercer capítulo, "Más allá del lenguaje", Capra afirma que nuestro lenguaje común es inadecuado para describir la realidad atómica y subatómica porque sus fenómenos trascienden la lógica clásica. En palabras de Heisenberg, "nuestros conceptos comunes no pueden aplicarse a la estructura de los átomos". Los modelos de la sabiduría oriental son filosóficamente más aproximados a la física moderna que los de la filosofía occidental tradicional porque, cuando el físico o el místico quieren comunicar su conocimiento, cae en paradojas y contradicciones. ¿Cómo puede la luz estar compuesta a la vez de partículas y ondas? La física cuántica está llena de paradojas. El budismo y el taoísmo tienden a enfatizar las paradojas para probar los límites del lenguaje. Siempre que la naturaleza se analiza con el intelecto puede parecer absurda o paradójica. Lo que vemos u oímos en los experimentos no son los fenómenos, sino sus consecuencias: el mundo queda más allá de la percepción. Cuanto más penetramos en la naturaleza, más hay que abandonar las imágenes y conceptos del lenguaje ordinario.
En el capítulo cuarto, "La nueva física", Capra explica que los físicos sintieron que se tambaleaba su visión del mundo, igual que la experiencia mística de la realidad hace tambalear esa misma visión. Se necesitaban cambios profundos en conceptos como espacio, tiempo, materia, objeto, causa y efecto, etc, y emergió una nueva cosmovisión, todavía en proceso. La física clásica partía del espacio tridimensional de la geometría euclidiana. El espacio era absoluto, inmutable, estaba en reposo. Toda la materia estaba hecha de partículas materiales, pequeñas, sólidas, indestructibles. Se aplicó la mecánica al movimiento planetario y surgieron ciertas irregularidades que eran resueltas con la hipótesis de Dios. Laplace perfeccionó el sistema, y después se extendió al movimiento de los fluidos, a las vibraciones de los cuerpos elásticos y a la teoría del calor. Sin embargo, había fenómenos que no eran tan fáciles de incluir en la mecánica clásica, los electromagnéticos y que implicaban un nuevo tipo de fuerza. Se pasó de "fuerza" a "campo de fuerza", y ya no se consideraba que dos cargas se atraen como dos masas, sino que una crea una perturbación que la otra siente. Eso es el campo, que podía estudiarse sin referencia a los cuerpos materiales (teoría electrodinámica de Maxwell y Faraday). A pesar de estos problemas, la mecánica mantuvo su posición y Maxwell intentó explicar los campos como estados de fuerza dentro del éter. Sin embargo, llegó Einstein y afirmó que no existe el éter y que los campos electromagnéticos pueden viajar por el vacío. Así, el modelo de Newton había dejado de ser la base de toda la física.
En la física moderna no hay espacio ni tiempo absolutos, no
hay partículas elementales sólidas, la naturaleza no es estrictamente causal y
no es posible una descripción objetiva de la realidad. Igual que en la
filosofía oriental, para la física moderna el mundo es un conjunto de procesos
interrelacionados, todo está conectado, y es imposible explicar un fenómeno sin
tener en cuenta sus conexiones. Y para Capra el máximo exponente de esta forma
de ver
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