Fingiendo: Empujados por los experimentos … o arrastrados por la imaginación.

En 1957 Richard Feynman participó en una conferencia sobre ‘The Role of Gravitation in Physics‘ en Chapel Hill, U.S.A.

Felix Arnold Edward Pirani (1928-2015)

En los Proceedings de dicha reunión, republicados en una edición Open Access en 2011, podemos leer sus dos breves aportaciones.  En una, Feynman, tras escuchar a Felix Pirani, un físico matemático que debiera ser más conocido, propuso el experimento mental de las cuentas moviéndose con algo de rozamiento en una varilla rígida, para convencer a los asistentes de la existencia real de las ondas gravitatorias. No hay duda de que fue esa reunión la que marcó el inicio de la  rápida transición hacia el consenso posterior sobre la realidad de las ondas gravitatorias, que hasta aquel momento distinguidos físicos negaban.

Richard Phillips Feynman (1918-1988)

Reproduzco los primeros párrafos de los Comentarios Críticos, la segunda de las  aportaciones de Feynman a esa conferencia, en la que describe su punto de vista sobre cómo abordar el progreso de la física en una situación, como  la teoría de la gravitación o en particular el estudio de las ondas gravitatorias, en la que no se pueden hacer experimentos. Es, como todo lo de Feynman, aparentemente simple y en el fondo brillante y visionario. La evolución de este campo en el medio siglo largo transcurrido desde entonces debe no poco a que a partir de 1957 muchos físicos adoptaron la línea de trabajo que Feynman propone aquí.

Tras un breve enunciado esquemático de cuales son los problemas reales de la teoría de la gravitación (cinco puntos y solo unas setenta palabras), Feynman dice:

Hay, sin embargo, una dificultad seria, que es la falta de experimentos. Que además no vamos a poder hacer, así que tenemos que adoptar una postura sobre cómo tratar con los problemas para los que no hay experimentos disponibles. Hay dos elecciones.

La primera es la del rigor matemático. Quienes trabajan en la teoría de la gravitación creen que las ecuaciones son más difíciles que en cualquier otro campo, lo que desde mi punto de vista es falso [… …]. Históricamente el análisis riguroso de si lo que uno dice es cierto o no se produce muchos años después de haberse descubierto lo que es cierto. Y en este descubrimiento los experimentos ayudan. El intento de buscar soluciones matemáticamente rigurosas de las ecuaciones, sin experimentos que actúen como guía, es precisamente la razón por la que este tema es difícil, no las ecuaciones.

La segunda elección es ‘jugar’ de manera intuitiva y perseverar. Tomemos el caso de la radiación gravitatoria. Mucha gente piensa que probablemente se emita esta radiación. Así que supongamos que es así realmente y calculemos cosas como su scattering por las estrellas, etc., y sigamos hasta encontrar alguna inconsistencia. Entonces volvamos atrás para averiguar cual es la dificultad. Decidamosnos y calculemos sin rigor, de manera exploratoria. No tenemos nada que perder: no hay experimentos.

Creo que el mejor punto de vista es fingir que hay experimentos y calcular. Como en este campo no estamos empujados por los experimentos, la imaginación debe tirar de nosotros.

[…] No seáis tan rigurosos, o no tendréis éxito.

Fingir que hay experimentos sin que pueda haberlos podría, superficialmente, parecer una manera lamentable de escapar de un problema. Pero ¿lo es realmente? La Física moderna comienza con Galileo, estudiando la aceleración con la que caen los cuerpos en la Tierra. Y el principio de Galileo o principio de equivalencia débil, que afirma que todos caen con la misma aceleración constante, comienza como una letanía de un juego infantil, del mismo verbo:

Finjamos que no hay aire.

Finjamos que la Tierra es plana.

Finjamos que la Tierra no se mueve.

. . . .

No conviene olvidarlo.

P.S. Para quienes conozcan sus ‘Lectures on Gravitation‘, que recogen un curso completo sobre Gravitación que Feynman dió unos años después, la lectura completa de éstos breves Comentarios Críticos es fascinante: indican que en 1957 Feynman esencialmente había desarrollado ya el esquema novedoso con el que presenta la gravitación en esas ‘Lectures‘ (completado luego por Weinberg, Deser y otros). En su característico estilo algo iconoclasta, Feynman dice:

En vez de tratar de explicar el resto de la física en términos de la gravedad, propongo dar la vuelta al problema cambiando la historia. Supongamos que Einstein no hubiera existido, y que su teoría [de la gravedad] no estuviera disponible. …

Como se ve, finjamos, de nuevo `Finjamos que Einstein no hubiera existido’.  Pero discutir esto sería . . . otra historia.

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