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La Física es una de las ramas de la ciencia con mayor impacto en la cultura popular, y “ser físico” es algo ante lo cual las personas, por lo general, reaccionan: “¿Tú, físico? Pero… ¿cómo es posible, si luces tan normal…?”, “Eres físico, debes ser un genio…”, “Pero tú lo que haces es dar clases, ¿no?, porque en la Física está ya todo descubierto…”, “Y eso que investigas, ¿sirve para algo?” “¿Y en Cuba se hace física?” Algunas de estas reacciones pueden resultar halagadoras, otras, en cambio, terminan siendo incómodas, injustas y hasta ofensivas.
La comunidad de investigadores cubanos que se dedican a la Física es muy activa[1], pero relativamente pequeña[2] y, salvo en raras ocasiones, apenas recibe atención mediática. Por ello se ignora no solo su trabajo, sino incluso su existencia, y florecen ideas como las entrecomilladas en el párrafo anterior. Estos estereotipos no son exclusivos de Cuba, y con frecuencia se ven reflejados y reforzados en otros ámbitos de la cultura, como la televisión y el cine.
Aunque como cualquier prejuicio, los relacionados con el mundo de la Física se basan en ideas erradas o simplificadas de la realidad, ellos tienen una influencia palpable y negativa en el desarrollo de esta ciencia. No son pocos los estudiantes de preuniversitario que, pese a gustarles la Física, se deciden por otras carreras guiados por ellos. Asimismo, pueden llegar a afectar el desempeño laboral individual y colectivo de los profesionales de la Física: ya que muchas veces las autoridades científicas y de la educación a nivel nacional mantienen estas creencias, decisiones importantes que afectan el desarrollo de esta ciencia se toman en base a ellas. De ahí la importancia de desmitificar la Física y los físicos.
Toda la Física está en el Halliday
Fundamentos de Física, de Robert Resnick y David Halliday, es un libro de física general[3] que se utiliza en los primeros años de varias carreras universitarias en Cuba y otros países. El Halliday es un texto pedagógico excelente, orientado a estudiantes que solo necesiten conocimientos de Física no muy profundos. De ahí mi asombro cuando un estudiante de Biología, al escuchar que yo estaba haciendo un doctorado me preguntó: “¿Profe, y para qué usted investiga, si toda la Física está en el Halliday?”. Pero aún quedé más sorprendida, y preocupada, cuando una doctora en ciencias, profesora titular y jefa de departamento en una de las principales universidades de Cuba, luego de que yo le explicara el tema de mis investigaciones actuales, manifestara con gran preocupación que ella no entendía cómo alguien podía a estas alturas ser “original” en Astrofísica.
La creencia, tanto dentro como fuera del ámbito académico, de que la Física no es sino un definitivo, una ciencia acabada donde todo está dicho, está muy relacionada con la forma en que esta ciencia se enseña en Cuba. Lo común a nivel de preuniversitario y en las carreras técnicas, es que la Física se enseñe como un conjunto de “verdades” bien establecidas sobre la naturaleza, sin discutir en ningún momento las limitaciones de estas supuestas verdades absolutas, ni cómo su veracidad ha sido establecida, aun cuando esto último es esencial para comprender el funcionamiento de la ciencia e interpretar correctamente sus logros.
La física como ciencia moderna nació con los trabajos de Galileo Galilei (1564-1642) e Isaac Newton (1643-1727), aunque con anterioridad a ellos la humanidad había acumulado muchísimos conocimientos acerca de lo que hoy constituyen varias de sus ramas[4]. Gracias a estos dos científicos, y en particular a los estudios de mecánica celeste llevados a cabo por Isaac Newton, hacia el siglo XVII la matemática devino el lenguaje de la Física. Un lenguaje universal a través del cual todos los físicos pueden entenderse, y que no solo permite comprender e interpretar los fenómenos naturales conocidos, sino predecir otros que no han sido observados con anterioridad.
Hoy en día gran parte de la vida humana depende o se desarrolla a través de las comunicaciones inalámbricas (radio, televisión, telefonía móvil, internet, comunicación satelital), una tecnología que se basa en la producción y manipulación de ondas electromagnéticas. Sin embargo, por más de 30 siglos la humanidad vivió sin conocer la existencia de dichas ondas, hasta que en 1865 el físico inglés James Clerk Maxwell (1831-1879) las predijo teóricamente[5]. Esto significa que, aunque después se supo que la luz es también una onda electromagnética, los aparatos que permitieron la producción[6] y manipulación de las ondas electromagnéticas[7] por el hombre nunca se hubieran construido si la existencia de dichas ondas no hubiera quedado establecida como una consecuencia matemática inevitable de las ecuaciones del electromagnetismo.
Pero si cada teoría física además de explicar hechos conocidos trae consigo el descubrimiento de nuevos fenómenos, también suele acarrear nuevas interrogantes, siendo lo común que al intentar comprobar las predicciones de una teoría dada surjan datos que la nieguen o la pongan en conflicto con otros resultados científicos. Así, las mismas ecuaciones que permitieron el descubrimiento de las ondas electromagnéticas y el desarrollo de las telecomunicaciones, al incumplir las Leyes de la Relatividad de Galileo, causaron la crisis de la Física que dio pie al surgimiento de las Teorías de la Relatividad Especial y General en la primera mitad del siglo XX.
Los conflictos entre teorías, o entre teoría y experimento, son el motor impulsor de la Física, pues ellos derivan necesariamente en la creación de descripciones más completas de la naturaleza. Y es que la Física es una ciencia en construcción, donde cada fenómeno entendido más que el final de un camino es una puerta hacia nuevas posibilidades. Por ello, aunque a lo largo de la historia los físicos hemos sido capaces de volver realidad algunas de las más alocadas fantasías del hombre, como los viajes espaciales, la invisibilidad[8] o la teletransportación[9], actualmente seguimos lidiando con muchísimos problemas que ponen a prueba la capacidad del hombre para comprender el mundo que le rodea.
Para tener una idea de cuán misteriosa es aún la naturaleza, demos un vistazo a lo que se conoce en Física como el diagrama de fases de la Cromodinámica cuántica (Fig. 1). La Cromodinámica cuántica es la teoría que describe las interacciones entre los quarks. Los quarks son las partículas elementales que, junto a los leptones (electrones, muones y tauones), constituyen los bloques materiales del mundo. De acuerdo con la Cromodinámica cuántica, a bajas densidades y temperaturas los quarks se enlazan formando partículas compuestas conocidas como hadrones. Entre los hadrones se encuentran los neutrones y protones que, bajo ciertas condiciones forman los átomos, éstos las moléculas y así todos los objetos que pueblan el entorno del hombre. Por otra parte, si las temperaturas o las densidades son muy altas, los quarks permanecen libres.
De este modo, cada región del diagrama mostrado en la Fig. 1 representa un estado o fase diferente de la materia (sólido, líquido, gaseoso, plasma, condensado, superfluido, etc.), y corresponde a objetos y fenómenos distintos que van desde nosotros, los seres vivos, hasta las estrellas y los agujeros negros. De todas las posibles combinaciones de temperatura y densidad, el hombre solo conoce experimentalmente con cierta profundidad la región marcada en rojo, que es en la que vivimos, y algunas otras, como la sombreada en azul, que ha sido estudiada en aceleradores de partículas como el RHIC[10]. Poco se sabe del resto del diagrama, incluida la región del gas de quarks, y ni siquiera se tiene la certeza de que en estas zonas las leyes de la Física se cumplan tal y como la las conocemos.
Por eso, sin restar importancia a los éxitos cosechados en los casi 500 años transcurridos desde Galileo y Newton, los físicos bien podemos decir aún con Sócrates: “Solo sé que no sé nada”. Y así resulta que no, no toda la Fisica está en el Halliday, y que, por suerte para los que amamos esta ciencia, todavía se puede ser original en Astrofísica, así como en el resto de sus ramas, desde la Ciencias de Materiales hasta la Física de Partículas.
La Física no sirve para nada
¿Pero en qué podría mejorarle la vida a nadie el que los físicos logren obtener quarks libres en un laboratorio, o descubran la forma que adopta la materia dentro de un agujero negro?
Existe la idea de que hay dos tipos de ciencia o de científicos. Uno, quizás mejor representado por la figura del ingeniero, es el que resuelve problemas “concretos” y mejora la vida del hombre al facilitar los procesos de su cotidianidad. El otro, dentro de cuya clasificación suelen caer los físicos, es el que busca entender la naturaleza develando sus leyes, pero sin preocuparse de manera directa por la utilidad a corto plazo de sus descubrimientos. Si hay que escoger, y sobre todo en Cuba donde la ciencia suele enfocarse siempre desde un punto de vista muy utilitario, la mayoría de las personas prefiere al trabajador de la ciencia aplicada que resuelve problemas “concretos”, por encima de esa especie de parásito que parece a primera vista el investigador de ciencias básicas, siempre pensando en las musarañas, nadie sabe para qué. Mas la vida, felizmente, está lejos de ser tan simple.
Por lo general, cuando se habla de problemas “concretos”, estos suelen asociarse de inmediato con la superviviencia biológica de los seres humanos. No obstante, es probable que no haya para el hombre nada más concreto ni constante en su vida que la preocupación por comprender el lugar que ocupa en el universo.
Aunque en el ámbito de la vida moderna se trata de opacar la trascendencia de este tipo de preocupaciones para la cotidianidad, las respuestas que damos a esta interrogante, que todos nos hemos planteado en algún momento de manera explícita o implícita, determinan quienes somos y cómo actuamos. No procede igual alguien que se considera creado por una fuerza sobrenatural que controla su destino, que quien se cree el resultado azaroso de un proceso de evolución químico-físico-biológico. Y si bien en el pasado se esperaba que la solución a la pregunta por el sentido de la vida humana fuera dada por la religión y la filosofía, hoy este importante lugar lo comparte con ellas la ciencia, principalmente la Biología y la Física. Baste recordar el enorme impacto que los cambios de paradigmas en estas disciplinas han tenido en la sociedad: el paso del sistema astronómico geocéntrico al heliocéntrico en el siglo XVII y las Teorías Cuántica y de la Relatividad en el XX en Física; la Teoría de la Evolución a fines del siglo XIX y más recientemente el descubrimiento de la estructura genética de los seres vivos en Biología. Por ello, minimizar la importancia de los investigadores en ciencias básicas es negar la propia naturaleza y necesidades del hombre, cuyos únicos problemas “concretos” no son los relacionados con su alimentación.
Por otra parte, es difícil hablar de aplicaciones y usos de fenómenos y leyes que no se conocen. De hecho, aquí hay una pequeña trampa, porque cuando se dice que algo va a ser aplicado para resolver un problema se está aceptando de manera tácita que ese algo ya fue estudiado y comprendido, y ahora va a ser manipulado precisamente a partir del uso de los conocimientos acumulados por el investigador de ciencias básicas.
Retomando el ejemplo citado más arriba sobre las comunicaciones inalámbricas, quizás ninguna teoría física representa mejor que la Teoría Electromagnética la necesidad e importancia de la ciencia básica, pues no fue hasta luego de tres siglos de investigaciones de los fenómenos eléctricos y magnéticos sin propósito práctico aparente que, a fines del siglo XIX, la humanidad comenzó a sacar “provecho” de ellos. Asimismo, sucede también que descubrimientos revolucionarios desde el punto de vista tecnológico fueron en sus orígenes resultados secundarios de las investigaciones de que se derivan. Tal es el caso de los rayos X, tan útiles para la medicina, y que fueron descubiertos accidentalmente en 1895 por Wilhelm Conrad Roenteng (1845-1923); y de la World Wide Web, uno de los protocolos de comunicación por internet más utilizados en la actualidad, que fue creado a principios de la década de los noventa del siglo pasado para facilitar las comunicaciones internas entre los científicos del CERN, el laboratorio de Física de Partículas más grande del mundo[11]. Por ello, es un error adjudicar mayor importancia a las investigaciones en ciencias aplicadas que a las investigaciones en ciencias básicas. Ambas son igualmente útiles y necesarias, y se nutren una a la otra constantemente. Y, por otra parte, si bien la ciencia aplicada tiene la fortaleza de enfocarse hacia la resolución de los problemas que van surgiendo en la vida práctica, es la ciencia básica la que lucha a cada instante por ensanchar los límites del conocimiento.
La Física no es para todo el mundo
Los seres humanos somos entes diversos, con capacidades distintas. Así que la afirmación que da título a esta parte no solo puede hacerse acerca de la Física: no todo el mundo tiene, por ejemplo, las condiciones necesarias para ser deportista, ni la voz para ser cantante. Pero incluso los deportistas con las mejores aptitudes pasan la mayor parte de su tiempo entrenando, y los cantantes con las más armoniosas de las voces tienen que ensayar para acoplarse a la orquesta. Para los físicos, como para todos los intelectuales, la mente es el instrumento de trabajo, que debe ser entrenado y mantenido en forma mediante el estudio y la investigación.
En mis años como estudiante y luego profesora de Física en la Universidad de La Habana he visto a personas que nunca han dado muestras de una inteligencia por encima de la media convertirse en los líderes de exitosos grupos de investigación. Al mismo tiempo, he conocido a más de un “genio” que no ha llegado siquiera a terminar la licenciatura. Albert Einstein decía que el éxito en la física consiste en un 1% de talento y un 99% de trabajo, y yo diría que este 99% antes de trabajo es de motivación. Pues es la motivación no solo lo que lleva a empezar los estudios, sino a continuarlos cuando comienza a dificultarse.
La ciencia moderna se construye a partir de un conjunto de conceptos y formas de hacer que han sido perfeccionados de manera colectiva durante varios siglos. Por eso no es realista pretender que alguien comprenda en un semestre, de forma rápida y sin dificultades, ideas y métodos que son el resultado de la labor de miles de científicos durante cientos de años. Los mejores estudiantes, los supuestos “genios”, no lo hacen. Apropiarse verdaderamente del conocimiento científico toma tiempo de madurar las ideas, y quizás el mayor choque que sufre quien comienza su camino en la Física es el tener que acostumbrarse a usar herramientas y procedimientos cuyo sentido no comprende del todo, ya que esta comprensión solo le va a llegar con la práctica, y muy probablemente después de graduado. Por ello, más que ciertos talentos especiales, la Física demanda perseverancia. En este sentido, y reafirmando lo dicho, un buen científico no se diferencia esencialmente de otros buenos profesionales, su éxito se basa en los mismos principios: les gusta su trabajo, lo disfrutan y se esfuerzan por hacerlo lo mejor posible.
La creencia de que hace falta cierto talento especial para ser un buen físico está además asociada en Cuba a prejuicios relacionados con nuestra nacionalidad: el pensar que los cubanos no damos buenos científicos porque, contrario a lo que sucede por ejemplo con el baile, a la Física “no la llevamos en la sangre”. A diferencia de otras manifestaciones culturales, la Física, y en general la ciencia, no es tradición en nuestro país. Si pensáramos por un momento en los hombres y mujeres que han hecho trascender el nombre de Cuba al ámbito histórico e internacional, esta sería una lista plagada de artistas y políticos, pero con muy pocos científicos. Y es que ya Cuba era reconocida como tierra de grandes músicos y escritores cuando la ciencia comenzó a desarrollarse de una manera sistemática en ella, hace apenas unos sesenta años. Es por tanto lógico que la ciencia cubana haya tenido menos logros e impacto internacional que otras áreas de nuestra cultura. Más aún porque la ciencia requiere una estructura burocrática que garantice el orden y los recursos necesarios para su funcionamiento. Nada más alejado de la realidad que esa imagen del científico solitario que investiga en el patio trasero de su casa. El escultor o el pintor pueden perfectamente tener su taller en el sótano y ser exitosos a partir de lo que allí producen. El avance de la ciencia a nivel mundial, en cambio, no lo llevan a cabo científicos aislados que usan sus propios recursos, sino los que pertenecen a universidades o centros de investigación financiados fundamentalmente por entidades gubernamentales[12].
Aunque el estereotipo del “genio despeinado y loco” es uno de los que más influye en la mitificación de los científicos, y aunque a algunos científicos les gusta mantenerlo para la satisfacción de su ego, lo cierto es que somos personas totalmente corrientes. Al igual que todos los miembros de una determinada profesión, los físicos compartimos nuestra propia subcultura de códigos, jerga y formas de hacer. Pero aparte de eso, y como cualquier ser humano, somos más que nuestro trabajo.
No obstante, la relativa juventud de la ciencia cubana no implica que las investigaciones que se desarrollan en el país no tengan buena calidad. La Licenciatura en Física cubana tiene un nivel mayor a su equivalente en muchos países: cursos y temas que aquí se imparten en el pregrado (licenciatura), constituyen materia de posgrado (maestría y doctorado) en otros lugares. De hecho, el entrenamiento en la investigación, así como la sólida formación matemática adquirida por los estudiantes durante la carrera hacen del graduado de Física un profesional altamente competitivo a nivel nacional e internacional, capaz de adaptarse y triunfar en las más disímiles condiciones de trabajo, incluso si estas implican una reorientación del perfil laboral. Por otra parte, en Cuba hay varios centros de investigación que se dedican parcial o totalmente a la Física, además de los grupos que existen en las universidades. Sin embargo, que en el futuro esta ciencia siga desarrollándose en nuestro país depende en gran parte de lograr una mirada no prejuiciosa hacia ella.
Nunca fui tan consiente de esto último como una mañana en que la secretaria del decano de mi facultad trajo a la oficina que comparto con otros diez investigadores jóvenes, a una madre con su hijo adolescente. La madre estaba muy preocupada porque el hijo, que acababa de empezar el 12 grado, quería estudiar Física. Pensando que la mujer venía con la inquietud usual acerca de las opciones que tendría su hijo al graduarse, mis compañeros y yo comenzamos a explicarle los campos de aplicación de la carrera y las posibilidades de trabajo y superación dentro y fuera del país. Pero a medida que avanzaba la conversación la señora tomó confianza y finalmente confesó que a ella le daba lo mismo lo que estudiara el hijo con tal que obtuviera un título universitario. Su verdadera preocupación con respecto a la Física provenía del convencimiento de que todos los físicos terminan volviéndose locos por el mucho estudio.
Aunque el estereotipo del “genio despeinado y loco” es uno de los que más influye en la mitificación de los científicos, y aunque a algunos científicos les gusta mantenerlo para la satisfacción de su ego, lo cierto es que somos personas totalmente corrientes. Al igual que todos los miembros de una determinada profesión, los físicos compartimos nuestra propia subcultura de códigos, jerga y formas de hacer. Pero aparte de eso, y como cualquier ser humano, somos más que nuestro trabajo. Por ello insisto en que la Física es una profesión cuyas puertas están abiertas a todos los que gusten de ella y donde el éxito está más determinado por la dedicación que por esas tan indeterminadas “predisposiciones naturales”.
Conclusiones
Antes de terminar notemos que varias de estas ideas que abundan sobre la Física y los físicos, además de ser falsas, se contradicen entre sí. Según ellas los físicos cubanos somos seres superdotados que, en lugar de aprovechar nuestras habilidades extraordinarias para crear, nos dedicamos a repetir en las aulas lo que otros ya hicieron. Y no es solo que no se reconozca el esfuerzo que los físicos invertimos en nuestra labor investigativa -ya que los éxitos, si los hubiere, estarían causados por un talento innato y no por un trabajo duro-; sino que ni siquiera se reconoce la existencia y valor de dichas investigaciones. A nivel personal esto puede resultar desalentador, pero a nivel social es aún más dañino, pues disminuye el número de personas y recursos que se dedican al desarrollo de esta ciencia.
Pero si los físicos aspiramos realmente a imponer nuestra realidad sobre los mitos, debemos comenzar por mejorar nuestras habilidades divulgativas y sacar la ciencia de la academia y los currículos. En este sentido contamos con la ventaja de tener una profesión que llama la atención de las personas. Sin embargo, estas “llamadas de atención” rara vez se aprovechan. Por eso, la próxima vez que se halle en una situación de encuentro “físico/no físico”, si usted no es el físico, piense que el tiempo que él va a emplear aclarándole que no es un genio, ni un loco, podría ser mucho mejor empleado. Usted podría preguntarle por todos esos fenómenos naturales que siempre le han intrigado, o sencillamente aprender sobre el trabajo que realiza esta persona. Si, por el contrario, usted es el físico, no sienta el desconocimiento de los demás como una ofensa: el mundo es vasto y no todos tienen por qué estar enterados de las particularidades de lo que usted hace. En cambio, utilice ese momento de atención para mostrar a su interlocutor el universo a través de la mirada armoniosa de la ciencia.
Notas
[1] www.scf.fisica.uh.cu
[2] La Sociedad Cubana de Física no cuenta más de 500 miembros.
[3] En la enseñanza universitaria cubana, la Física suele dividirse en dos grandes disciplinas: Física General y Física Teórica. La Física General tiene como objetivo que los estudiantes se apropien de las bases conceptuales y fenomenológicas de esta ciencia, y es el máximo nivel que se alcanza en la mayoría de las carreras de ciencias no físicas (química, biología, geografía, etc.) e ingeniería. En cambio, para la Física Teórica el objetivo radica en que el estudiante se apropie de los modelos físicos del universo y los métodos matemáticos a partir de los que estas teorías se construyen y sustentan. Es una disciplina específica de las carreras relacionadas directamente con la Física (Licenciaturas en Física y en Física Nuclear, e Ingeniería en Física).
[4] M. Chaichian et. al. Basic Concepts in Physics. Springer-Verlag, Berlin, 2014.
[5] Un fenómeno predicho teóricamente es aquel cuya existencia se descubre de manera exclusiva a partir de razonamientos matemáticos, sin la realización de experimentos.
[6] Heinrich Hertz (1857-1894) en 1888, veinte años después de la predicción de Maxwell.
[7] Alexander Popov (1859-1906) y Guillermo Marconi (1874-1937) en el último lustro del siglo XIX.
[8] Invisibilidad electromagnética, en la que un cuerpo se hace invisible a través del uso de antenas que generan campos eléctricos y magnéticos que lo emascaran (www.sci-news.com/physics/science-electromagnetic-invisibility-cloak-01540.html, consultado en febrero de 2020.)
[9] Teletransportación cuántica: trasmisión a una distancia arbitraria y posterior reconstrucción del estado de un sistema cuántico. (D. Bouwmeester, J. Pan, K. Mattle, M. Eibl, H. Weinfurter y A. Zeilinger. Experimental quantum teleportation. Nature, vol. 39, pp. 575-579, 1997.)
[10] RHIC: Relativistc Heavy Ion Collider, en Upton, Nueva York, bnl.gov/rhic/
[11] Situado en la frontera entre Francia y Suiza. www.home.cern.
[12] A. Lage Dávila. Doce verdades esenciales y urgentes sobre la ciencia en Cuba. Temas, vol. 93-94, pp. 68-77, 2018.
