"La física del SXXI será holística o no será", conferència del Professor Emèrit de l'IES Matilde Salvador (CS) el dia 21 de desembre de 2012.

1. Índice:
1. Introducción.
2. Un millón de años haciendo las mismas preguntas…
3. La encrucijada del S.VI aC.
4. La gran bifurcación: oriente frente a occidente.
5. El Positivismo y la idea de progreso.
6. ¿Cómo explicamos qué es un átomo en clase?
7. ¿Cómo obtenemos la información? El acelerador de partículas del CERN.
8. ¿Cuántos tipos de fuerzas podemos observar?
9. Einstein y la relatividad.
10. La física cuántica
11. ¿Qué es la realidad? Percepción y realidad.
12. ¿Cómo empezó todo esto…?
13. La explicación total de qué es la materia, La “Teoría” de Cuerdas.
14. Algunos asuntos sin resolver.
15. El Principio Antrópico.
16. Epilogo.

2. La Física del S.XXI será holista, o no será
Quisiera dar las gracias a Margarita. Sin su empujón esta charla
no se hubiera llevado a cabo. Margarita es esa hormiguita que
cava profundas fosas que van uniendo todas las galerías del
hormiguero. Yo, simplemente, soy la cigarra que sestea en mi
plácida jubilación y algún día sale con su guitarra a cantar y
contar cuentos.
1. Introducción.
¿De qué vamos a hablar? De ti y de mí. De nosotros, los humanos. Y cuando se plantean
las cosas así, surge siempre la duda. Tengo que citar al fraile dominico J. M. BOCHENSKI,
especialista en lógica, que en 1959 escribió su texto Introducción al pensamiento filosófico:
“Es verdad que los poetas han exaltado a menudo los sentimientos humanos con lenguaje
maravilloso. Sin embargo, yo conozco algunos perros cuyos sentimientos me parecen más
bellos y más profundos que los de muchos hombres”. ¿Cómo hemos podido llagar a este
extremo?
Los humanos somos animales mal dotados. Vista débil, apenas olfato, oído inferior,
carecemos de garras o, uñas para defendernos. Nuestra fuerza es insignificante. No corremos
ni nadamos con rapidez. Este primate está desnudo, y en definitiva muere mucho más
fácilmente que la mayoría de los otros animales por frío o calor al enfrentarse al medio
natural. Biológicamente, la especie humana no tendría derecho a la existencia. Hace tiempo
debiera haberse extinguido, como otras especies animales mal dotadas. Pero la especie
humana puede sobrevivir a ese futuro incierto, independiente de las leyes biológicas del
mundo animal, por su inventiva, por dos rasgos muy sorprendentes: la ciencia (como parte de
la filosofía) y la religión (como parte de ese mundo que no acabamos de cuadrar).
No puede sorprendernos que Platón, primer pensador que inaugura nuestra filosofía en
Occidente, llegara a la conclusión de que el hombre es algo único, distinto de toda la
naturaleza. Lo que a este primate le hace hombre es su psique, el alma, el espíritu,... ese
complejo compréndio neuronal tan difícil de definir. Y todo ello, está ciertamente en la
naturaleza que le rodea, pero no parece pertenece al mundo, a su mundo físico cotidiano. El
cuerpo humano, con sus procesos fisiológicos, y no menos la vida instintiva animal es algo
tan distinto del espíritu, que se impone la pregunta de cómo puede ser posible la unión de
ambos.
Pero el hombre no es sólo eso, es también algo incompleto, inquieto, que en el fondo le
hace sentirse totalmente insatisfecho. Tener conciencia de su finitud, de su mortalidad, crea en
el ser humano una tensión, un sentimiento trágico sobre la vida, por el que el hombre se nos
aparece como un enigma trágico. Parece como destinado a perseguir algo que no puede en
absoluto alcanzar. Los pensadores y filósofos nos han propuesto dos grandes soluciones:
La primera, muy difundida por el positivismo en el siglo XIX, de la cual somos herederos
directos, afirma que la necesidad de infinito la satisface el hombre identificándose con la idea
de progreso, como meta donde asentar esa abstracción que es la sociedad o la humanidad. Su
herencia artística y literaria será el modernismo.

3. Como consecuencia de ello, nace como desenlace de esa idea de progreso, y al grito de
Nietchsche “Dios ha muerto”, en pleno S.XIX, como un trágico desencanto, el llamado
posmodernismo, que cristalizara en el S.XX, y afirma radicalmente que el hombre no tiene
sentido alguno, es un error de la naturaleza, una criatura mal hecha, una pasión inútil, como
ha escrito alguna vez Sartre. Es el existencialismo.
La otra solución, que se enfrenta a la anterior, nos viene desde Platón, la inmortalidad del
alma es demostrable. Y claro, llegados aquí, y dado que las relaciones humanas tienen una
fuerte carga ideológica, instintivamente surge la duda,... esto, ¿es filosofía (ciencia) o es
religión?
La filosofía, la ciencia, la Física no debe rechazar estos planteamientos,… ¿no es, acaso, el
alma, o, si se quiere, los sentimientos humanos con trasfondo neuronal, una propiedad
emergente de lo que llamamos vida? ¿Se puede obviar las ciencias sociales, la antropología,
la psicología,… lo que llamamos ciencias humanas del conjunto del conocimiento científico?
Estoy seguro que este análisis forma parte de eso que llamamos globalmente conocimiento,
y que la Física que se nos echa encima desde el comienzo del S.XX, a partir de la mecánica
cuántica, nos obliga a introducir términos, hoy por hoy imprecisos, como propiedades
emergentes, puntos singulares, física del caos,...
¿Por qué estos dos últimos párrafos chirrían a los oídos de media humanidad? Es el
problema no resuelto entre idealismo y materialismo, y que la Humanidad está abocada en
resolver ideológicamente. ¡No hay otro camino!
Hace un millón de años que damos por terminado el proceso de hominización, en ese
tiempo y hasta nuestros días, el ser humano realiza un viaje cósmico que nos enseña que el
enigma sobre qué es el hombre no está resuelto, y, quizás, estemos lejos de resolverlo. El
hombre será eternamente una cuestión trágica para el hombre.
A todo esto, le llamamos una visión holista. Y constituye la escusa de presentar este
trabajo.
¿Qué es el holismo?: Holismo (del griego antiguo holos que significa «la totalidad, el
entero»). El holismo intenta explicar las partes y sus funcionamientos a partir del todo: “el
todo es más que la suma de sus partes”. Presentaron un elefante a unos ciegos para que
describiesen que tenían delante. A cada uno de los ciegos le toco una parte diferente del
animal,… Uno de los ciegos palpando una de las patas decía “es duro resistente, grande y
sólido, como para aguantar un gran peso, tiene barro y polvo”. Otro, frente a la trompa, “es
flexible, adopta diversas formas, es húmedo, su extremo emana vapor”. Otro, frente al rabo
del animal, “es como una cuerda, se puede enrollar fácilmente, está sucio, huele mal”. Y
otro, frente a uno de los colmillos, “es largo y suave, como sedoso, su grosor disminuye,
acaba en punta”. ¿Con la suma de esos cinco relatos tendríamos una idea de qué es un
elefante? ¡No!
Tres consideraciones sobre el poster que abre esta charla. Su título es La Física del S.XXI
será holista, o no será. ¿Está sintácticamente bien redactado? ¿Debería decir La Física del
S.XXI será holista, o no será nada? La forma verbal “será”, como núcleo léxico, ¿actúa
sobre física o sobre holista? Se trata que la Física no será holista, o que si no es holista no

4. habrá física. Lo he dejado así, impreciso, porque esa es una de las características de la
cuántica, la indeterminación de las propiedades de las magnitudes.
Otra advertencia. ¿Por qué elegir el “El
Grito de Eduard Munch? Ese rostro que se
lleva las manos a la cabeza y grita no
parece que sea Arquímedes exclamando
“¡Eureka, lo encontré!”, ni Newton, que
despierta sobreexaltado de su siesta debajo
del manzano, visionando su Teoría en
forma de manzana, ni siquiera es Einstein
que sueña que galopa a lomos de un rayo a
la velocidad de la luz, como si fuera un
caballo, y ve su imagen reflejada en un
espejo. ¿Quién lanza ese grito? Eres tú,
soy yo, o,… cualquier ser humano que es
consciente de que duda,… que se
pregunta,…
En cuanto a la elección del texto de Elías Canetti, El suplicio de las moscas (1992): "A
medida que crece, el saber cambia de forma. No hay uniformidad en el verdadero saber.
Todos los auténticos saltos se realizan lateralmente, como los saltos del caballo en el ajedrez.
Lo que se desarrolla en línea recta y es predecible resulta irrelevante. Lo decisivo es el saber
torcido y, sobre todo, lateral.”, creo que se adapta a lo que es la mecánica cuántica como un
guante. La Física ha perdido esa visión directa y lineal, para caer en una visión, muchas veces,
indirecta y oblicua.
2. Un millón de años haciendo las mismas preguntas…
La célula es la unidad viva más pequeña capaz de crecimiento autónomo y reproducción, y
está condenada a buscar y utilizar sustancias alimenticias químicamente diferentes de sí
misma. Los seres vivos nacen con una capacidad sensorial, un metabolismo, así como con
otros atributos genéticos ya predefinidos, y todos los seres vivos, unicelulares o pluricelulares,
procariotas y eucariotas, todos se guían por esta ley general de supervivencia: ¿relaciónate
tan lejos como puedas, localiza el punto más cercano con alimento, llega hasta él y come
todo lo que puedas? Sin duda, nosotros los eucariotas-cordados-mamíferos-primates-
homínidos no nos hemos liberado de este camino hasta llegar al proceso de hominización, y
de ahí al sorprendente paso a la humanización, la sensibilidad o culturización de nuestra
especie que hay al final de este largo recorrido.
¡Ojo al titular!: “un millón de años haciendo las mismas preguntas”. ¿Es que en un millón
de años la especia humana no ha formulado otras preguntas? ¿Estamos encadenados a la roca,
como Sísifo, condenados a hacernos las mismas preguntas? ¡Sí! La pregunta siempre ha sido
la misma.
La protagonista de “Lo que el viento se llevó”, en el film de Victor Fleming, 1939,
Escarlata O’Hara, interpretada por Vivien Leigh, es un icono de la lucha del ser humano
frente a la adversidad. Escarlata pierde la guerra, pierde su hacienda, "Tara”, su vida personal
se estrella contra un mar de egoísmos y ansiedades insatisfechas, pero su frase en forma de

5. exclamación marcará su vida, y la nuestra: “Juro por Dios, que no volveré a pasar hambre”.
Esa es la frase que ha movido y mueve a la Humanidad. Todas las guerras y todos los
procesos de paz correspondientes están sellados por ese conjuro.
Esa frase nos evoca a aquella otra imagen en “2001, Una Odisea en el Espacio” de Stanley
Kubrick, 1968, donde al final del pleistoceno, hace 4 millones de años, una vez se
extinguieron las grandes especies, tanto vegetales como animales, hubo un gran predominio
de los mamíferos, una gran expansión y presencia de una flora y una fauna muy parecida a la
actual, donde proliferaron los mamíferos, y entre ellos los primates. La imagen en “2001, Una
Odisea en el Espacio” de aquel primate que empuña aquel hueso, quizá un fémur de un
animal cazado, es una imagen que da más seriedad a nuestra propuesta. Aquel simio descubre
la importancia de la palanca. Da por concluida la hominización y empieza el largo camino de
la humanización. Reflexionemos, ¿aquella imagen del primate blandiendo la osamenta,
corresponde a un primate, a un homínido, a un homo sapiens, o a un ser humano? ¿A cuál de
esas categorías pertenece esa imagen, hoy en día convertida en icono? Por qué, ¿el hombre
nace o se hace? Es fácil imaginarnos a ese mono en su euforia, cuando lanza el hueso al aire,
que está repitiendo la misma frase que enunció Escarlata O’Hara: “Juro por Dios, que no
volveré a pasar hambre”.
Peso a partir de ahí, en ese millón de años que nos separan de esa imagen de “2001”, un
rosario de preguntas se van quedando en el camino:
¿De qué están hechas las cosas?
¿Por qué las cosas son como son?
¿El universo está sometido a unas reglas fijas o está sometido por el azar?
¿Existe el vacío?
¿Vivimos en un Universo estático o dinámico?
¿El reduccionismo y el mecanicismo son necesarios y suficientes para resolver los
diversos problemas de conocimiento?
¿Al aplicar el método científico al estudio del Universo surgen inexplicables
propiedades emergentes, que antes no eran previsibles?
¿La comprensión de los cambios que ocurren en la Naturaleza se rigen por una guía
finalista o teleológica, existe una causa final?
La mereología estudia las relaciones entre partes, tanto de las partes con el todo,
como de las partes con otras partes, ¿la suma de las partes es el todo?

6. ¿Nosotros los humanos, podemos comprender el sentido de nuestra propia
existencia?
Hasta llegar a la pregunta de Gottfried Liebniz, La Pregunta, «la primera pregunta
que tenemos derecho a formularnos será por qué hay algo mejor que nada. Pues
la nada es más simple y más fácil que algo». Y ahí surge nuestro abismo personal,
¿la pregunta tiene respuesta?
3. La encrucijada del S.VI aC.
Cuatro millones de años para concluir el proceso de hominización y un millón de años para
llegar al S.VI aC.. Pero, ¿qué ocurre entre los S.VII y V aC. en varios lugares del planeta a la
vez y suficientemente alejados?
Lao-Tsé, probablemente en el año 600 a.C., en China
Zaratustra (628/ 551), en Persia.
Los Profetas de Israel, Isaías (S. VIII aC.), Daniel (S.VI aC.)
Buda, probablemente en el año 576 a.C., en India.
Confucio, vivió de 552 a 479 a. C., en China.
Sócrates (470/ 399), en Gracia.
¿Es una coincidencia? ¿Somos conscientes de que eso que llamamos humanización, es un
salto cualitativo extraordinario en nuestra especie? Nada será como antes,… Sin duda alguna,
si en “2001” de Kubrick, inspirada en la novela de Clarke, “El centinela”, aparece aquel
monolito vertical, negro, como un avisador cósmico que comunica a otra civilización lejana,
mucho más avanzada que la nuestra, que aquí en la Tierra, nuestra especie ha evolucionado
suficientemente. Y en este momento su pitido, como en la película, indicaría: la especie
humana ha llegado a un punto de evolución que la hace peligrosa.
Ahora y aquí,… ¿qué somos?,… ¿somos más civilizados?,… ¿más solidarios?,… ¿cuál es
nuestra meta?,… ¿qué destino nos aguarda? Es en este punto de nuestra evolución, donde
empieza el distanciamiento que aleja a nuestro conocimiento físico de la naturaleza de una
visión holística que ahora echamos en falta.
Por eso había que empezar por aquí, y ver como se produce la gran bifurcación. Es
necesario bucear en ese S.VI aC. para ver en qué punto nuestro conocimiento científico deja
de ser holístico.
4. La gran bifurcación: oriente frente a occidente.
Precisamente en el S.VI aC. surge “La gran bifurcación”, el pensamiento en Oriente se
distancia radicalmente frente al pensamiento de Occidente. Pero el floreciente intercambio
científico y cultural en Al-Andalus, la interpretación árabe de los antiguos griegos, la escuela
de traductores de Toledo, las convivencia de las comunidades de cristianos, judíos y árabes
unidos, sobran para describir la ligazón cultural que nos une.
Al hablar de filosofía oriental, es necesario aclarar que se trata de una generalización. ¿Qué
tiene que ver Indonesia con el Magreb? ¿Mongolia con India?..., pero lo que quiero señalar es
que esa diferencia entre el pensamiento entre Oriente y Occidente se ha traducido en que la

7. idea de progreso nace en la Europa del S.XIX, y ahora esos países no occidentales emergen
a velocidad inusitada hacia esas metas de progreso, al mismo nivel, o superando, lo
conseguido en Occidente.
En el S.XX, Occidente siente una especial admiración por la Cultura India, especialmente
por el Budismo. El Dalai Lama al recibir el Premio Nobel, 1989, señala: “El progreso
material es por supuesto, importante para el avance humano. En Tíbet dimos muy poca
atención al desarrollo económico y tecnológico y actualmente nos damos cuenta de que esto
fue una equivocación. Al mismo tiempo, el desarrollo material sin un desarrollo espiritual
puede causar también graves problemas. En algunos países se concede demasiada atención a
las cosas externas y muy poca importancia al desarrollo interior. Creo que ambos son
importantes y deben ser desarrollados conjuntamente para conseguir un buen equilibrio
entre los dos.”
Desde el S.VI aC. Occidente se guió por la “conciencia cognitiva”, lo que llamamos
conocimiento. Occidente busca en los hechos y los objetos que nos rodean las propiedades
para poder sacar conclusiones,… con ello se consigue un conocimiento práctico que permite
descubrir leyes, teorías y aplicaciones. Desarrollar una tecnología. Occidente, busca lo
práctico y útil. Y de ellos consigue esa idea de progreso que nos ha llevado a este estado de
bienestar y seguridad personal en prestaciones en educación, sanidad y asistenciales a los más
necesitados. Ruego que no se bromee con mi idea a pasar de lo que oímos y leemos que
sucede detrás de esa puerta, en la calle.
Al mismo tiempo, Oriente, se guió por la “conciencia pura”, se fija en la realidad más allá
de las representaciones del objeto... busca lo profundo e imperecedero. Oriente deja de
guiarse por la apariencia exterior de los objetos y sus representaciones, y busca el “todo”, lo
que “tienen en común” los objetos. En la imagen que aparece, El Dalai Lama y Karl Sagan,
parecen comentar unas fotografías del Universo profundo. Todos los profesores de ciencias
guardamos los vídeos de la seria Cosmos que escribió Sagan. Parece como si Karl Sagan le
fuera describiendo al Jefe Espiritual del Budismo Tibetano como la Nasa lanza satélite que
escrutan los secretos del Universo lejano. Me atrevo a comentar que el Dalai Lama, tiene una

8. sarcástica sonrisa como diciendo nosotros no necesitamos satélites para ver y comprender esto
que me enseñas.
El Dalai Lama, seguramente, preguntará a Sagan ¿qué es más profundo, analizar en una
joya, la forma del brazalete, o el oro de que está hecha esa joya? Estas dos distintas visiones
es lo que separa el conocimiento budista del que tiene los occidentales para analizar los
objetos.
Oriente emerge como una potencia económica en el momento en que Occidente comienza a
dudar de donde hemos llegado y como lo hemos hecho. Esas viejas culturas no occidentales
se han lanzado por el camino del desarrollo económico. En el S.XXI, cuando China, India,
Brasil, Egipto, Nigeria aterricen en lo que Occidente hemos llamado “progreso”, ¿esa cultura
oriental, esa visión global, será un valor añadido a su desarrollo? Cuando Occidente está
valorando la necesidad de atemperar el materialismo occidental con la espiritualidad oriental,
¿seguirá Oriente siendo esa reserva espiritual tal como lo era antes de su desarrollismo?
5. El Positivismo y la idea de progreso.
La clave de la Gran Bifurcación está en el S.VII aC, en Mileto, en la costa de lo que ahora
es Turquía, en la Grecia Clásica. Allí se produce un revolucionario salto en la evolución del
pensamiento: el descubrimiento del “logos” frente al “mythos”. El mytho es mucho más rico
intelectualmente, pero el logos permite construir leyes y teorías. El logos es más práctico,
permite hacer ciencia. La revolución científica a la que hago mención es la provocada por
Tales de Mileto, (625-546 a.C.). Sentencias como “El agua es el principio de todas las
cosas”, constituyen un análisis de la realidad que acerca nuestro pensamiento al entorno que
nos rodea.
Llegamos al S.V aC., ahí se establece el problema básico de la filosofía occidental:
idealismo contra materialismo. Platón (428-347 aC.) reinará con absoluto dominio en el
pensamiento occidental hasta el S.XVIII, y más allá. El matemático y filósofo inglés
Whitehead, exclamará: “la tradición filosófica europea consiste en una serie de notas a pie
de página en las obras de Platón”. Podemos resumir el pensamiento de Platón con su
sentencia: «Mientras tengamos el cuerpo, y nuestra alma se halle entremezclada con
semejante mal, no poseeremos suficientemente aquello que deseamos, es decir, la verdad”.
¡Es el idealismo!
Frente a ello, surge Demócrito de Abdera (460 a.C- 370 a.C.), en su visión del mundo: la
materia es lo primario. El mundo es material y existe objetivamente, independientemente de
la conciencia. Y al describir las propiedades de esa materia llega a conclusiones como que la
materia no ha sido creada de la nada, que existe en la eternidad y que el mundo y sus
regularidades son cognoscibles (¡medibles!) por el hombre. ¡Es el materialismo! Su axioma,
“Nada existe, excepto átomos y espacio vacío; lo demás es opinión”, resume su
intencionalidad. En ese sentido las ciencias naturales modernas tienen un enfoque
completamente materialista.
La Alemania actual de Angela Merkel debería ser consciente de cómo el romanticismo
alemán del S.XIX admiraba, idolatraba a la Grecia Clásica. Esa es la forma de hacer Europa.
Una Europa basada en los mercados, la Europa de los mercaderes, alejada de esa constante

9. cultural no puede ser atractiva. Y no sé si tiene futuro.
Ese idealismo frente al materialismo, se constituirá como una cuestión ideología que deberá
resolver una sociedad enfrentada. La historia nos enseña que en ese enfrentamiento ganó la
parte conservadora, ya que ¿por qué se conservan muchos más libros de los idealistas, Platón
o Aristóteles, que de los filósofos materialistas? ¿Dónde están los escritos de Demócrito,
Heráclito, Epicuro,…? ¿Quién los quemó? Platón, el pensador que más ha influido en el
pensamiento occidental, si viviese hoy, escribiría en La Razón y sería tertuliano de
Intereconomía. No es eso ningún juicio de valor, simplemente es una referencia ideológica.
Pero el panorama cambia en el S.XVI. El naturalismo renacentista, dará lugar al
racionalismo, que a partir del S.XVII, se identificará con el mecanicismo, el reduccionismo, el
fisicismo,… hasta llegar a La Ilustración, S.XVIII y al positivismo, en el S.XIX. El artífice de
esa revolución científica será Copérnico. Y Galileo, Meller, Tycho Brahe, y por supuesto
Isaac Newton serán los que darán forma a la nueva mecánica. Su éxito hará que poco a poco,
Lavoisier, Coulomb, Darwin, Ramón y Cajal,... abran las nuevas ramas de la ciencia,
Química, Electricidad, Evolución, Medicina,..., a una interpretación mecanicista.
El Reduccionismo trata de explicar las propiedades físicas de la materia, del átomo y las
moléculas, las propiedades químicas y las biológicas de la célula. La corriente reduccionista,
debido en gran parte a la posibilidad de mejorar nuestras condiciones vida ha sido, y es, la
base de eso que damos en llamar progreso. El S.XIX se plantea, ¿si el positivismo es válido
para las ciencias naturales también lo será para al estudio de las ciencias humanas o sociales?
Marx, Freud, Spengler intentarán aplicar el “método” a la sociología, a la psicología, a la
historia.
Esa idea de progreso, y los valores de ese positivismo científico del S.XIX, tendrá su
apogeo en la década de 1860. Ahí coinciden los logros científicos de Darwin, Maxwell,
Mendeleiv, Mendel, Marx, y además los imperios coloniales inglés y francés dominan todo el
planeta. Esa idea del positivismo y progreso será, sin duda, el legado que habrá dejado la
vieja Europa, tal como la Grecia Clásica nos legó el Helenismo, o la Roma Imperial nos legó
la Romanización.

10. Pero, desde principios del S.XX la nueva Física se enfrenta a la relatividad y a la física
cuántica, y es ahí donde surgen las dificultades: ¿qué papel juega el observador?,
¿percepción y realidad es lo mismo? Todo ello plantea la necesidad de un planteamiento
holístico de la Física.
Existen numerosas lagunas en nuestro conocimiento meramente racional:
Comportamiento de los Sistemas Complejos. No existe una única causa que nos
permita explicar fácilmente las interacciones que se producen en los fenómenos
naturales (meteorología, finanzas, organización de las grandes poblaciones,…) , pero
el resultado final que obtendríamos de todas las pruebas realizadas, sería la conocida
distribución Normal de Campana de Gauss.
Propiedades emergentes. C. D. Broad acuñó el término propiedades emergentes:
propiedades que surgen a un cierto nivel de complejidad, y no se dan en niveles
inferiores. Tal como los funciones neuronales, sentimientos o la misma vida.
El efecto mariposa. ¿Puede una variable por sí sola, de influencia en el sistema
insignificante, alterar totalmente el sistema? “Si agita hoy, con su aleteo, el aire en
Pekín, una mariposa puede modificar los sistemas climáticos de Nueva York el mes
que viene”. (James Gleick, 1988)
Teoría del Caos: termodinámica del no equilibrio. Avanzado el S.XX se ve
conveniente definir la Termodinámica del no-equilibrio, que nos hablaría del caos,
confuso y errático, de las partículas de un sistema, pero que responden a programas
matemáticos y físicos que previsibles y fiables, que analizan cómo evoluciona la
materia.
6. ¿Cómo explicamos qué es un átomo en clase?
En 3º de ESO los profesores abordamos en clase la pregunta, ¿de qué están hechas las
cosas? Hablamos de materia e introducimos a Demócrito en su versión moderna, que es
Dalton, 1800.
Exponemos la existencia de electrones y para compensar su carga negativa explicamos la
necesidad de protones. Pero como aparece un defecto másico en el núcleo inmediatamente

11. introducimos la idea de neutrón. Desde 1932, esta es la imagen que aparece en nuestros
textos sobre qué es un átomo. ¿En qué se diferencia el texto de Física y Química de mis
alumnos con el que yo di a su edad, en los años ’60, o con el de mi padre pudo dar en los años
’30? A los profesores de secundaria, ¿nos dan miedo las novedades?, ¿es que reconocemos
que la física actual necesita de otras ramas de conocimiento (informática, lógica, tecnología,
biogenética, filosofía) que no dominamos, o desconocemos?
La pregunta es, ¿nuestros alumnos acaban la secundaria con una idea concreta de cómo es
la materia?, ¿son conscientes que hoy en día conocemos más de doscientas partículas
diferentes que forman el átomo?
7. ¿Cómo obtenemos la información? El acelerador de partículas del CERN.
Los profesores somos “publicistas”, vendemos “noticias”. Hay que dar importancia al
titular y buscar imágenes que “refuercen” lo que queremos vender. Me gusta recordar el film
“Primera plana”, Billy Wilder (1974), donde el director del periódico (Walter Matthau)
regaña al periodista (Jack Lemmon): “la noticia hay que contarla en el titular y el primer
párrafo, nadie lee más allá del primer párrafo”.
Y el titular es “Estudiar lo más pequeño para comprender los más grande”. Que fue el
eslogan de promoción del LHC en 2008. Los europeos nos debemos sentir orgullosos de estas
instalaciones del CERN en Suiza, que se iniciaron en 1955, para tratar de reconstruir los
desastres de la 2ª Guerra Mundial. Entonces se bautizaron estas instalaciones «Conseil
Européen pour la Recherche Nucléaire». En francés. Y ahí acaba la influencia francesa en el
mundo moderno. A partir de ahí, todo se escribirá en inglés.
Se trata de la más fabulosa máquina jamás construida por el hombre. Otras generaciones
anteriores construyeron Las Pirámides, Los Jardines Colgantes de Babilonia, La Gran Muralla
de China, La Acrópolis, las catedrales góticas… nosotros la más fabulosa máquina jamás
construida por el hombre, el LHC, Large Hadron Collider, a 100 m de profundidad y en un
túnel de 27 km,… 15.000 millones de euros en su construcción y 6.000 en la última fase.
¿Estamos acertados al comparar el LHC con las grandes catedrales góticas? La Física y la

12. Tecnología han sido, y son, la religión del S.XIX y XX. Con esta máquina la Física quiere
imitar el instante del Big Bang. La nueva física de partículas, la física de las altas energías,
se está escribiendo en el CERN. Es la búsqueda de la Teoría de la Gran Unificación, teoría
que pretende unificar las cuatro fuerzas fundamentales que existen en la naturaleza, y
contestar a “de qué están hechas las cosas”.
En el LHC, las partículas circulan por un túnel circular de 27 km, es decir, un radio de 9
km, a velocidades cercanas a la de la luz. El colisionador alcanza una temperatura de
funcionamiento de 1,9 K , es decir, −271,25 °C, y en el interior del tubo de conducción se
trabaja en el vacío, para imitar el medio ambiente del espacio o el interior de la materia.
Una cadena de electroimanes aceleran los protones en direcciones opuestas, hasta que
alcancen la velocidad deseada y cuando se considera que su velocidad es la adecuada, se
provoca la colisión. Esta operación se realiza en el corazón de la máquina que el Detector
Atlas, a 100 m de profundidad, una máquina de 7.000 T de acero y cemento, con una sección
de 25 por 50 m, como una cancha de baloncesto.
La energía que es capaz de comunicar esta poderosa máquina a una partícula atómica es de
7 TeV, es decir, 7.000.000.000.000 eV, lo que equivale a 0,000 001 julios. ¿Cuánto es esto?
¡Con esa energía se podría derretir 0,000 003 g de hielo! Entonces, ¿por qué construir una
máquina tan cara y poderosa para obtener esa ridícula energía? ¡Ojo!, esa energía es
fabulosamente grande ya que la aplicamos a partículas de masa:
0,000.000.000.000.000.000.000.001 g, que es la masa del protón. En la colisión se
desprenden cientos de partículas que se pueden identificar, y deducir cómo puede ser un
protón por dentro. Y así a llegar a contestar, ¿de qué están hechas las cosas?
8. ¿Cuántos tipos de fuerzas podemos observar?
La Física de Partículas agrupa todas las fuerzas que podemos observar en cuatro tipos:
Fuerzas gravitatorias: peso, inercia, atracción planetas, agujeros negros,…
Fuerzas electromagnéticas: reacciones químicas, enlaces moleculares, dureza,
rozamiento, electricidad y magnetismo,…
Fuerzas nucleares fuertes: estabilidad del núcleo, reacciones nucleares de fusión
y fisión,…
Fuerzas nucleares débiles: desintegración, rayos cósmicos,…
¿Comprenden nuestros alumnos qué son las interacciones fundamentales de la naturaleza?
¿Creen que es algo reservado para la ingeniería de física nuclear?
Esas fuerzas son el cemento con que se va aglutinando la materia hasta que llega a tener el
aspecto con que nosotros la contemplamos. Encontrar la teoría general que escruta, analiza y
hace que podamos prever situaciones en nuestro entorno es el gran sueño de la Física, el gran
sueño inacabado de Einstein: es la búsqueda de la Teoría de la Gran Unificación.

13. 9. Einstein y la relatividad.
No hay que confundir la Teoría de la Relatividad Especial (1905) con la Teoría de la
Relatividad General (1916).
A los veinte años Albert Einstein imaginaba “¿Cómo sería cabalgar sobre un rayo
de luz?, ¿cómo sería mi imagen en un espejo en ese caso?”,… y en 1905, tenía 26 años,
publicó “Elektrodynamik bewegter Koerper” donde da a conocer su Teoría de la
Relatividad Restringida (o Especial). A partir de ese momento la Física, y la Filosofía, no
serán lo mismo. Preguntas como ¿cuánto mide un metro?, o ¿cuánto dura un segundo?,
adquirieron un sorprendente significado para nosotros, los observadores cotidianos.
Responder a esas preguntas exige saber a qué velocidad se mueve el observador y lo
observado.
En 1915, Einstein pública “Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie” donde
expone su Teoría General de la Relatividad. Las masas gravitatorias, actúan como lentes
gravitatorias, y distorsionan la marcha de los rayos luminosos. Ello conlleva que ¡la luz no
viaja en línea recta! o que ¡la distancia más corta entre dos puntos no es la línea recta!
Arthur Eddington pudo comprobar
experimentalmente la teoría de Einstein al
medir el desplazamiento de las estrellas que
estaban detrás del Sol tras el eclipse solar del
29 de mayo de 1919.
Al día siguiente, Albert Einstein fue
considerado el científico más grande desde
Isaac Newton.

14. En 1921 se concede a Einstein el Premio Nobel, no por su revolucionaría T. de la
Relatividad, sino por su explicación del Efecto Fotoeléctrico, 1905, teoría de una menor
envergadura. ¿Qué la evolución de la sociedad sea conservadora nos confiere mucha más
seguridad? Otra vez, ¡Ícaro frente a Dédalo!
Einstein nunca simpatizó con la mecánica cuántica, le era sumamente molesto que la
física dejase de ser determinista para pasar a ser probabilística. Einstein escribe a Max
Born, 1944: “…nuestras esperanzas científicas nos han conducido a las antípodas uno del
otro. Tú crees en el Dios que juega a los dados, y yo únicamente en el valor de las leyes en un
universo en el que existe algo objetivamente, que busco captar de manera salvajemente
especulativa”. Born contesta: “…no comprendo cómo puedes conciliar un universo
totalmente mecanicista con la libertad ética del individuo. Encuentro repugnante un universo
determinista. Tu expresión `Dios no juega a los dados’ me parece inadecuada.”
¿La Física se circunscribe a un mundo exterior real, que nos habla de cuerpos,
interacciones, propiedades, etc. que son independientes del sujeto que los percibe, o el
observador al contemplar el mundo exterior interfiere en ese mundo? ¿Qué papel juega el
“observador”?
¿Podemos medir? ¿Disponemos de datos? ¿Podremos formular leyes? ¿Podremos deducir
teorías? ¡Es la mecánica cuántica! Pero, ¡ojo!, eso no quiere decir que en la mecánica cuántica
no haya variables y ecuaciones. Las hay, pero se trata de datos estadísticos y resultados
probabilísticos.
10. La física cuántica
La relatividad explica con rigor el macrocosmos y la mecánica cuántica describe con
enorme precisión el microcosmos. El problema es que no son intercambiables. Nosotros en
clase de Bachillerato cambiamos el concepto de órbitas atómicas, que se ajustan como un
guante a la idea de Newton sobre mecánica, de Coulomb sobre electrostática y Maxwell sobre
electromagnetismo, por el concepto de orbitales atómicos, zonas de probabilidad para
encontrar un electrón. Para acto seguido, volver a seguir hablando con toda naturalidad de
órbitas. Y a nuestros alumnos les es indiferente hablar de una cosa u de otra. Para ellos es lo
mismo.
Hay que diferenciar entre:
La Teoría Cuántica de Planck (1900)
que se refiere a que la energía está
formada por unidades elementales
llamados cuantos.
La mecánica cuántica basada en la
Hipótesis de De Broglie (1924), y a partir
de ella, la Interpretación de
Copenhague, Bohr (1927), que desarrolla
las ecuaciones de esas partículas (función
de onda)
Y, a partir de 1950, la electrodinámica
y la cromodinámica cuántica que tratan
de describir las fuerzas nucleares.

15. En 1900, Max Planck, establece:
E= h.
Existe una relación entre la energía electromagnética (E) y la frecuencia de emisión ( .
La constante de Planck (h) describe la cuantización que se produce en la emisión de energía,
que sólo toma valores múltiplos de unos valores fijos, los fotones. Esta interpretación de la
energía que se puede reducir a pequeños cuantos (montoncitos), unidades mínimas por debajo
de las mismas no se podía concebir la transferencia de energía, causó una convulsión en la
Física Clásica de su tiempo. El propio Planck, a modo de disculpa, tiene que advertir que
posiblemente se trate de una interpretación estrictamente matemática.
Será Albert Einstein, al explicar el efecto fotoeléctrico (1905), y Niels Böhr al
interpretar los espectros luminosos (1913), los que harán que estas teorías se conviertan en la
bases la física del S.XX.
Louis de Broglie (1924) razona que el electrón es una onda: longitud de onda y masa
están relacionados.
En ese caso, una onda estará descrita por una función de onda, que se interpretará como la
probabilidad de que esa partícula se encuentre en una cierta región del espacio. Se pierde el
concepto de localidad en física. En 1927 Niels Bohr enuncia el Principio de
Complementariedad, y la teoría total pasará a llamarse la Interpretación de Copenhague,
puesto que él vivía y dada clase allí: un mismo fenómeno puede ser percibido de dos modos
distintos: como onda y como corpúsculo.
En 1925 Heisemberg enuncia el Principio de Incertidumbre, lo que representa la
indeterminación al calcular las propiedades de las partículas atómicas.
El principio de indeterminación dice que de una partícula no puede ser conocida su
posición y su velocidad al mismo tiempo. Además, las medidas de estas partículas son
modificadas por el instrumento de observación.
A partir de 1950, Richard Feynman, P. Nobel Física 1965, establece las bases de la
electrodinámica cuántica, QED, que describe la interacción entre fotones y partículas
cargadas eléctricamente. Y a comienzos de los años 70 por Gross, Wilczek, y Politzer, que
les fue concedido el P. Nobel de Física del año 2004, establecen la cromodinámica cuántica,
QCD, que describe la interacción nuclear fuerte, entre quarks y gluones. La Física, se acerca
a responder a “de qué están hechas las cosas”.
Con la Mecánica Cuántica nada será como antes. Nuestra realidad cotidiana se
desvanece, lo más preciado que tenía la Física Clásica, la medida, entra en un universo
probabilístico.

16. Visión de la Física Clásica Respuesta de la Física del S.XX
¿Las propiedades de la materia están ¡Sí!, la carga eléctrica, la masa, la
cuantificadas? energía, el spin,… el tiempo y la longitud
son magnitudes cuantificadas. ¡Existen unas
unidades mínimas!
¿Las partículas materiales, son ondas o Es posible que un fenómeno sea
corpúsculos? explicado por dos teorías diferentes, como
corpúsculo material y como onda. Y ambas
representaciones son verdaderas.
¿La Física es determinista o Pero para la Física los datos
indeterminista? ¿No podemos conocer de estadísticos, incluso fuertes, son una forma
una partícula su posición y en su velocidad de determinismo. ¡Las ecuaciones se
al mismo tiempo? cumplen!
¿El observador y el aparato de medida ¡Sí! El aparato de medida, en el acto de
interfieren en la medida? medir, altera el valor de la medida.
¿A una causa le sigue un efecto? o ¿a un Que estemos acostumbrados a que una
efecto le precede una causa? cosa suceda cuando sucede otra, no quiere
decir que la próxima vez será igual. No hay
que olvidar que las ecuaciones cuánticas no
tienen soluciones únicas.
¿Es posible la no localidad de un Las partículas y los fenómenos físicos
fenómeno? ¿A una causa puede sucederle están ligados energéticamente y también
un efecto lejano en la distancia? Es cierto están ligados con información
que existe lo que Einstein llamaba acción preestablecida. Y la transmisión de
fantasmal a distancia. información no está sujeta a limitación de la
velocidad de transmisión de la energía.
11. ¿Qué es la realidad? Percepción y realidad.
Nuestros alumnos nos exigen un debate sobre la naturaleza de la realidad. Han leído, oído
y visto multitud de películas donde se plantea ¿dónde está la unión entre la realidad y nuestra
mente? Películas como Matrix (Wachowski, 1999), El sexto sentido (M. Night Shyamalan,
1999), Pi (Darren Aronofsky, 1998) muestran al alumno que hay una extraña relación entre la
Física y la realidad que se describe. ¿Pero en clase se les habla de todo ello? Nuestros
alumnos, después de haber oído hablar de cuántica, esperan que hablemos de “realidad y
percepción”, una de las más antiguas aspiraciones humanas.
Si hablamos de “realidad”, no puede faltar Lewis Carroll, conocido sobre todo por su
obra Alicia en el país de las maravillas y Alicia detrás del espejo, que publicó en 1865.
Carroll descubrió una nueva forma de arte, la fotografía, trató de combinar los ideales de
libertad y belleza fotografiando a niñas, con la inocencia de ninfas, donde el cuerpo humano y
el contacto humano podían ser disfrutados sin sentimiento de culpa. Hoy en día, a Carroll, se
le acusaría de pederastia. Escribió poesía y cuentos. Escribió sobre todo matemáticas, textos
de lógica y geometría. Sus paradojas y situaciones se siguen estudiando en las cátedras de
lógica.

17. Cuando la Oruga pregunta a Alicia: “La Oruga pregunta a Alicia: “¿Quién eres tú?” Y
la niña responde: "Yo... Yo... no sé muy bien, señor, ahora ... Por lo menos sé quién era
cuando me levanté esta mañana, pero me parece que he debido cambiar varias veces desde
entonces”. “¿Qué quieres decir con eso?, -dijo la Oruga en tono severo- ¡Explícate!”. “Me
temo, señor, no poder explicarme a mí misma -dijo Alicia -porque yo ya no soy yo, ¿ve
usted?“. Cap. V.
¿Existe la realidad o las leyes de la naturaleza, independientemente del observador?
Platón en el mito de la caverna nos enseña que no conocemos la realidad, sino las sombras
que el mundo refleja en las paredes de la caverna en la que estamos encerrados. El mundo real
no coincide siempre con nuestras estructuras mentales, ya que a partir del conocimiento de las
partículas elementales, hemos descubierto que lo que sabemos del mundo objetivo es muy
diferente de las ideas que tenemos sobre ese mismo mundo. El cerebro nos ofrece, no un
reflejo directo de la realidad, sino una interpretación de señales, símbolos y signos.
¿Se debe evitar en reducir esta cuestión a una mera tertulia de salón, quizá a esta
exposición? ¿Y mañana en clase seguiremos hablando de fórmulas y ecuaciones? ¿Daremos
la espalda a la relación entre realidad y percepción?
Quizá,… ¿estas cuestiones no tienen nada que ver con la ciencia? ¿Cómo influyen las
leyes cuánticas en este asunto? ¿El mundo físico previsto por la mecánica cuántica incluye
nuestros fenómenos sensitivos y neuronales? ¿La mente consciente es vista como un ente
separado, que existe en un reino no descripto por las leyes físicas? ¿Cómo afecta la
incertidumbre de las propiedades de las partículas en nuestros impulsos nerviosos? ¿Esas
señales nerviosas son pulsos electromagnéticos?¿Nuestro cerebro, nuestra percepción y la
realidad que percibimos, se rigen por las leyes cuánticas? ¿Sólo lo material es real?
Lo miremos como lo miremos, ¿existe un misticismo cuántico que está de moda? ¿Qué
religión monoteísta no suscribiría las palabras que Obi Wan Kenobi le dice a Luke
Skywalker en La Guerra de las Galaxias (George Lucas, 1977): “La Fuerza es un campo
de energía que crea todas las cosas vivas. Nos rodea, penetra en nosotros, une a las
galaxias”.

18. Algo irónicamente, les comentaba a mis alumnos que el Vaticano ha visto en la Física
Cuántica su revancha contra el positivismo y mecanicismo que tanto combatió en el S.XIX.
Ahora en el Vaticano todos son cuánticos. Monseñor Rouco Varela, también.
Creo que Antoine de Sain-Exupéry resumen la cuestión satisfactoriamente: “No se ve
bien más que con el corazón. Lo esencial es invisible a los ojos”. En todos los saltos
culturales de la Humanidad, la Epopeya Griega, el Renacimiento, o en este, la nueva Física
del S.XX, Literatura, la Plástica, la Filosofía y la Ciencia han dado el salto juntos. ¿Y la
Religión?
Una cuestión peliaguda, enrevesada: ¿Percepción y realidad es lo mismo que la verdad?
No me atrevo a abordar, ahora, la cuestión. Pero recordaré a Machado, “deja tu verdad en
casa,… y ven conmigo,… los dos buscaremos la verdad?
La Física sugiere la unidad de un todo universal, busca desesperadamente la gran
Unificación de las Fuerzas de la Naturaleza, la estructura del mundo como un campo de
fuerzas unificado, único, que gobierna todos los niveles de nuestras vidas. En este nuevo
contexto, ¿seguirá existiendo la división entre física y metafísica?
Esa actitud global es holismo. Pero,… parece como si quisiéramos rellenar un vacío
inexplicable en nuestros corazones,…¿por qué tanto rodeo?,… ¿nos estamos engañando?,…
¿qué queremos decir?
12. ¿Cómo empezó todo esto…?
¿Por qué y para qué tan costosas inversiones en ciencia pura?... el LHC, la estación
espacial, leer el mapa del genoma humano,… simplemente, queremos responder a… ¿de qué
están hechas las cosas? Y todo los caminos nos llevan a la siguiente cuestión “Si la respuesta
es el Universo,... ¿cuál es la pregunta?”. La frase es de Leon M. Lederman, Premio Nobel
de Física de 1988, por sus trabajos sobre los neutrinos, y sintetiza a qué se enfrenta la Física
del S.XXI. Todas las preguntas exigen que comprendamos cómo funciona el Universo.

19. ¿Por qué este cuadro de Dalí sobre la Creación y no el de Miguel Ángel en la Capilla
Sixtina? Dalí nos da una interpretación más completa de la Creación. El huevo es el origen de
la “vida”. Ese andamiaje con obreros que están trabajando, nos da idea de la creación no ha
terminado, y el ser humano está ahí, tiene un papel influyente. Ese rio que nace aquí, y
desemboca al fondo, en un océano inconmensurable, inabordable, es el conocimiento. Es una
imagen dinámica, todo está en movimiento. Y lo más patético, es esa figura humana que sale
despavorida, en una barca solitaria, ¿es el personaje del grito de Munch? Arriba en el centro,
casi difuminado Dalí ha dibujado un templo clásico, ¿es una trampa?, ¿quizá… es la morada
de los dioses?
Hablemos del Universo. ¿Qué había antes del Big Bang? ¿Tiene sentido esa pregunta? Se
trata de conjeturas, “modelos”, que intentan aproximarnos a una explicación inaccesible a la
física convencional. ¡Estamos en los límites de la Física!
Si no sabemos qué es el Universo, no podremos avanzar,… ¿Qué diferencias hay entre la
noción que hoy en día tenemos de “Universo” y la que tenía los griegos del “Cosmos”?
Tanto para los griegos como para nosotros el Universo no ha sido creado. Está ahí. Y de él
salen sus dioses, semidioses, magos y magas, héroes y hombres. Para los griegos Cosmos es
el antónimo de Caos. Es la perfección inmutable, se trata de un Universo estático, perfecto y
por tanto inmutable. Nuestro Universo es dinámico, está en evolución constante. Se
deshace,… evoluciona. Nace, crece,… y muere. Se trata de un Universo no estático,
dinámico, alejado de la perfección con que los griegos dotaban al Cosmos.
¿Cómo empezó todo esto…? Hoy en día ser original es difícil, parece como si todo
estuviese ya dicho. Steven Weinberg, 1977, Premio Nobel de Física en 1979 por su
explicación del modelo electrodébil, escribió su famoso libro “Los tres primeros minutos del
Universo”. Pero si parecía que tú aun podías contar el final del Universo, Paul Davies, 1994,
divulgador de la Física Moderna sobre implicaciones profundas de la ciencia, escribió “Los
tres últimos minutos del Universo”.
¿Qué fue el Big Bang? Tiene sentido aplicar la leyes física en estas condiciones, ¿Qué
queremos decir con que Radio del Universo a los 10-12 segundos era de 0,003 m?, ¡tres
milímetros!

20. Y después del Big Bang,…
Las leyes del microcosmos contemplan una simetría total entre sus propiedades. En el
Universo de los primeros instantes la simetría era total. A esa inimaginable temperatura, las
cuatro fuerzas de la naturaleza estaban unificadas. Era como un lápiz vertical que se apoya
sobre su fina punta, vertical sin que nadie lo toque, tiene simetría radial completa. Ello
requiere una energía de equilibrio. Si se quita esa energía al lápiz, caerá, quedará sobre la
mesa y perderá su simetría inicial. Así el Universo, al enfriarse, fue perdiendo su simetría.
Lo que sí que podemos describir físicamente es que a partir de los tres minutos, al
enfriarse el Universo, las fuerzas electromagnéticas se separaron de las otras fuerzas, y
aparecieron los fotones. El Universo se hizo tranparente. Acto seguido comenzó la
nucleosíntesis, las partículas atómicas fueron agregándose formando átomos, primero los más
sencillos, el hidrógeno y el helio, para luego ir formando oxígeno, carbono, silicio,… polvo
cósmico, galaxias, estrellas, planetas,… la vida,… hasta llegar a nuestros días. Un total de
13.700 millones de años evolucionando.
Evolución, ¿hacia dónde? ¿Cuál es nuestro destino? Dentro de 5.000 millones de años el
Sol quemará su combustible nuclear con una enorme voracidad, las fuerzas nucleres
alcanzarán su máxima expansión y el Universo se convierte en una gigante roja. Dentro de
10.000 millones de años el Sol, agotadas sus reservas energéticas, ya sin su combustible
nuclear, empezará a encoger. Las fuerzas atractivas gravitatorias serán omnipresentes, y el
Universo se convierte en una enana blanca,… Y así asistiremos al último día de luz solar y a
la llegada de la noche perpetua,… Será el inicio del cataclismo estelar, una vez que se haya
agotado la energía estelar,… la materia cósmica viajará por los agujeros negros, últimos
vestigios de energía, que devoraran los restos de las galaxias apagadas.
Ahora la temperatura del Universo profundo es de 3K, y sigue bajando,… llegará a 0K,
y… en ese momento,… quizá,… posiblemente,…vendrá el… Big Cranch, “el gran crujido”.
¡Todo habrá acabado! ¡O no! Hay modelos que proponen una sucesión de épocas de
expansión, Big Bang, sucedidas de otras de colapso, Big Crunch, y vuelta a empezar, según
ganen las fuerzas de expansión nucleares o las fuerzas de atracción gravitatorias. Estaríamos
ante un Universo Cíclico.
Esto es física. Hay que medir, tomar datos, realizar experimentos, enunciar leyes y deducir
teorías. ¿Cómo se hace todo esto? La NASA en 1991 lanzó el satélite COBE (Cosmic
Background Explorer) y en 2001, el Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, con ellos se
trazó el mapa de las anisotropías del fondo de radiación cósmica. La anisotropía (antónimo
de isotropía) estudia que las propiedades de un cuerpo dependen de la dirección en que se
observen. ¡El Universo es anisótropo! No es igual lo mires por donde lo mires. Eso quiere
decir que en una cierta dirección es más profundo. En esa dirección debió de suceder la gran
explosión, el Big Bang.
La radiación cósmica de fondo es la energía remanente del Big Bang,…es el eco del Big
Bang. La predicción teórica fue realizada por G. Gamow en 1946, y fue detectada por A.
Penzias y R. Wilson en 1964.

21. Vivimos en un Universo Plano. ¿Qué quiere decir un Universo Plano? Si la cantidad de
masa es menor que una cierta densidad crítica entonces el universo seguirá en expansión para
siempre. El Universo se expansionaría eternamente. La masa que se considera actualmente
es de 4.4% de átomos, y de ellos, materia oscura (22%) y energía invisible (73%) no supera
esa masa crítica,… se expansionaría eternamente. Claro está que no se trata de teorías, si no
simplemente de modelos matemático-físicos.
¿Cómo está hecho el Universo?
En un principio el Universo era energía pura. A medida que se enfría la energía se
convierte en masa y carga eléctrica, los bosones de Higgs y los fotones facilitarían esas
interacciones. Aparecen las fuerzas electromagnéticas y las fuerzas gravitatorias. Y sus
campos de fuerza correspondientes. Acto seguido, a medida que se sigue enfriando,
aparecen las fuerzas nucleares fuertes y las fuerzas nucleares débiles, los bosones Z y W
y los gluones así lo permiten.
Pero, todo esto… ¿cómo funciona?

22. Las distintas interacciones de la naturaleza y sus campos de fuerza, a medida que el
Universo se enfría y se expande iría llenando todo el espacio y tiempo producido. Sería el
contenido de la nada. Y a partir de ese instante se generaría masa y carga eléctrica. Un selecto
grupo de partículas irían agrupándose para formar otra generación de partículas más
complejas,… asía hasta llegar a la formación de átomos y moléculas.
Explicar esto supone un extraordinario salto desde la proposición de Empédocles (450
aC.): “existen solo cuatro elementos: fuego, tierra, aire y agua”, hasta llegar a la descripción
de Mendeleiev (1869) sobre qué elementos componen nuestro mundo. El Modelo Estándar
de la Física de Partículas es… la nueva Tabla Periódica del Universo. Un total, 18
partículas y 4 tipos de fuerza.
6 bosones, partículas portadoras de las interacciones o fuerzas de la naturaleza.
6 leptones, pueden existir aislados y no experimentan fuerza nuclear fuerte.
6 quarks, se encuentran siempre en presencia de otros quarks. Forman protones,
neutrones y mesones
4 tipos de fuerza. Que ya hemos hablado anteriormente.
Las fuerzas gravitatorias, por su extraordinaria debilidad respecto a las otras, no forman
parte del Modelo Estándar del Átomo. El gravitón, bosón que interactúa en las interacciones
gravitatorias, no debería estar en esquema anterior. La masa, y su bosón generador de masa
(Higgs), sí. Pero creo que incluir el gravitón puede ayudarnos a comprender globalmente
como responden las cuatro fuerzas de la naturaleza.
13. La explicación total de qué es la materia, la “Teoría” de Cuerdas.
Fuera del Modelo Estándar del Átomo nos preguntamos, ¿las partículas elementales
conocidas tienen componentes más pequeños, todavía?

23. Existe un modelo matemático-físico que concluye que la materia se reduce a pequeñas
vibraciones energéticas, como pequeñas cuerdas. Para ello, se requiere un modelo
matemático con 11 dimensiones (formas espaciales) que describa cómo espacialmente esas
cuerdas se retuerzan y se orienten, y así van generando campos másicos y eléctricos,
formando a partir de esas cuerdas energéticas, las otras partículas, formando quarks, leptones
y bosones.
Según eso, todo el Universo, desde las galaxias, pasando por nuestros objetos cotidianos,
hasta átomos y moléculas, todo, estaría formado, en última instancia, por pequeñas
vibraciones energéticas que llamamos cuerdas. ¡Estaríamos sumergiéndonos en un
subuniverso a la escala de 10-32 m!
¿A esa escala cómo se desenvolvería allí lo que llamamos Física? Pero… ¿esto es una
teoría, o un modelo científico? Abarcar nuestro Universo es tratar de analizar estructuras
cuyo límite físico está comprendido entre 1026 m y ese 10-18 m. ¿Qué hay por encima o por
debajo de esa cantidad? Solo con modelos matemáticos se puede llegar ahí. La
experimentación física no existe en esos límites. Por ello, Karl Popper denomina a la Teoría
de Cuerdas, pseudociencia. Y Mario Bunge, ciencia ficción.
14. Algunos asuntos sin resolver.
a. ¿Qué es la antimateria?
En 1928, Dirac predijo la existencia de antipartículas además de las partículas de materia
ordinarias. En 1965, en el Acelerador Protón Sincrotrón del CERN se consiguió crear un
antideuterio, compuesta por un antiprotón y un antineutrón. Las leyes del microcosmos
contemplan una simetría total entre materia y antimateria. Pero,… en el momento del Big
Bang, en su enfriamiento inicial, algo ocurrió que se creó una asimetría entre ellas e inclinó,
decisivamente, la balanza por la materia. ¿Dónde está la antimateria que falta? ¿Existe un
antiuniverso?
b. …ese asunto de los neutrinos
El “neutrino" fue propuesto por Wolfgang Pauli en 1930. Enrico Fermi llamó a esta
partícula "neutrino" que quiere decir, en italiano, pequeño neutrón. Y en 1956 se detectaron
experimentalmente. Los neutrinos, por su alta velocidad y energía, a pesar de su
imperceptible masa, constituyen una enorme fuente de materia caliente, o materia
relativista. Los neutrinos son ese ingrediente secreto, del que se sabe muy poco, pero sin el
cual el Universo no sería posible tal como lo conocemos.

24. En septiembre de 2011 los neutrinos se hicieron famosos para el gran público ya que al
medir su velocidad se detectaron valores 0,002 % mayor que la de la luz, lo que
aparentemente contradiría la Teoría de la Relatividad. Fue un error de medida.
Se está construyendo desde 2005 en la base científica estadounidense antártica Amundsen-
Scott, el IceCube es el telescopio de neutrinos más grande del mundo. Un cubo de 1 km de
arista debajo del hielo polar.
c. ¿Qué demonios es eso del entrelazamiento cuántico?
Einstein se sentía muy incomodo con los avances de la Mecánica Cuántica (recordar su
polémica con Max Born). Su carácter probabilístico, su filosofía no realista, la no localización
de un fenómeno, hacía que la considerase ajena a nuestro sentido común clásico.
Por eso, él y sus colaboradores propusieron la paradoja de Einstein-Podolsky-Rosen
(EPR), propuesta en 1935, que consiste en un experimento mental, en el que dos partículas
que interactuaron en el pasado quedan en un estado entrelazado. En un tiempo posterior, se
alejan entre sí. Si un observador mide una propiedad de una de ellas, sabe cuál es el valor de
esa propiedad de la otra, a pesar de la distancia. Albert Einstein desdeñó este aspecto de la
mecánica cuántica con su famosa frase de “acción fantasmal a distancia”. ¿Existía una
comunicación instantánea entre ellas? ¿Viajaba esa información a mayor velocidad que la de
la luz?
Este debate perteneció al dominio de la filosofía de la ciencia, pero en 1964, John Bell
propuso una forma matemática para poder verificar la paradoja EPR, y logró deducir unas
ecuaciones que establecían en qué condiciones la paradoja EPR se cumplía y por tanto la
teoría cuántica era incompleta.
La sorpresa vino en 1982, Alain Aspect (Institut d'Optique Théorique et Appliquée,
Orsay, France), publica el experimento que confirma lo que Einstein llamaba “acción
fantasmal a distancia”. Obtiene una fuente que emite dos fotones idénticos que se distancian
en direcciones opuestas. A cierta distancia uno del otro, a uno de los fotones se le altera una
de sus propiedades. Esa misma variación sucede igualmente en el otro fotón, a pesar de la
distancia. Existía, pues, entrelazamiento cuántico. El experimento no viola la Teoría de la
Relatividad, lo que se transfiere no es energía, si no información.
Algo tan intuitivo como la localidad, las cosas suceden en un espacio-tiempo concreto, al
menos en lo que respecta al nivel cuántico, debe considerarse en muchos casos ajena a la
realidad física.
¿Todo esto se extiende al macrocosmos? ¿Los objetos materiales están entrelazados como
en la mecánica cuántica? Según eso,… ¿cuán largo es el cordón umbilical que me une a mi
madre?, ¿cómo me comprometen mis promesas de amor?, ¿cómo me sodomizan mis héroes
de ficción?, ¿existe otro “yo” más allá del infinito?...
La mecánica cuántica ha cambiado radicalmente la noción que tenemos de la realidad. ¿De
qué estoy hablando? ¿Esto es Física? Cuando se hace la observación práctica o medida, la
función de onda se reduce a una sola solución, ocurre la “reducción (colapso) de la función
de onda”, concepto muy importante en Mecánica Cuántica. Todas las demás soluciones

25. existen, paro ya no las “observamos”.
La angustia de Sísifo aumenta al comprobar que la realidad va más allá de lo que intuye y
observa,... ¿cuál es el papel del observador?
d. Roger Penrose. Teoría Biofísica de la Mente (La nueva mente del emperador,
1991).
¿La conciencia puede computarizarse?, ¿se puede crear una inteligencia artificial igual a
la natural? ¡No!, ya que en ésta, además de actos programables, surgen acciones movidas por
la intuición o la inspiración, las cuales no pueden ser programadas por ningún algoritmo
computacional. ¿Es cuestión de encontrar ese algoritmo?
e. ¿Qué es el tiempo?
Para Aristóteles existía un tiempo universal y eterno donde transcurrían los
acontecimientos. Esa idea del tiempo la recogió Isaac Newton, Principia, 1686: “El tiempo
absoluto, verdadero y matemático en sí y por su naturaleza y sin relación a algo externo,
fluye uniformemente, y por otro nombre se llama duración”.
Para Albert Einstein, 1905, en su Teoría de la Relatividad, la noción de tiempo sufre un
cambio radical : “Para nosotros los físicos convencidos, el tiempo es solo una ilusión”. Ni es
uniforme, ni absoluto. El tiempo es algo propio para cada sistema de referencia.
Pero para Ilya Prigogine ((1917/2003), premio Nobel de Física en 1977, por sus estudios
sobre termodinámica y caos, escribe en 1984 su texto sobre “El nacimiento del Tiempo”: En
la materia en estado de equilibrio (nuestro mundo cotidiano) todo es lineal y existe una causa-
efecto. En el estado de no-equilibrio las ecuaciones no son lineales y hay muchas propiedades
posibles, el tiempo no existe.

26. 15. El Principio Antrópico.
¿Qué sucede, qué está sucediendo, en la galaxia Vía Láctea, estrella el Sol, tercera roca,…
la Tierra? Stephen W. Hawking, nos alerta:
“…si la vida es tan rara en todos estos universos posibles, ¿acaso nuestro universo en
particular fue diseñado con algún propósito?Las leyes de la ciencia, tal como las conocemos
actualmente, contienen algunas constantes fundamentales, como la carga eléctrica del
electrón y la relación entre las masas del protón y del electrón…. si su valor fuese
ligeramente diferente, el Universo no se hubiese formado,… el hecho sorprendente es que los
valores de esas cantidades, e incluso la edad del Universo, parecen haber sido ajustadas
sutilmente para hacer posible el desarrollo de la vida y de los seres humanos”
Después de un millón de años, el ojo de aquel primate que descubrió la palanca sigue
escrutando angustiosamente el inconmensurable espacio que le rodea,… buscando la
respuesta,… ¿cómo es la realidad y su capacidad de percibirla?
Para explicar estas profundas cuestiones la Física actual no duda de introducir conceptos,
cercanos a lo que llamaríamos “opiniones”, como los “puntos singulares” o la idea de las
“propiedades emergentes“. ¿Se trata de una pseudociencia?
¿Por qué el Universo es tal como lo vemos? ¿Por qué hay algo en lugar de nada?… La
respuesta es, ¡para que puedan existir seres inteligentes, … nosotros, los seres humanos!
Pero,… ¡ojo!,… esto ya no es física. ¿…O sí?
La Filosofía y la Ciencia volverán a ser lo fueron que en la Grecia Clásica… las dos
caras de una misma moneda. ¡La física del S.XXI, será holística,… o no será!
16. Epilogo.
Otra vez “2001, Una Odisea en el Espacio”. Si Homero nos cantó las hazañas de Ulises,
si en el renacimiento Petrarca nos cantó “La Divina Comedia”, si Milton lloró por “El
paraíso perdido”, nosotros hemos tenido la dicha de que nos cuentes la odisea humana en
cinemascope y Dolby Sound. Kubrick es nuestro Homero.
En su film, el astronauta Bowman rodeado de todo tipo de lujos, ante el monolito negro de

27. su imaginación y virtuosismo, yace, inexorablemente, en su lecho de muerte. Quizá, en su
agonía, su cerebro está recordando como en una película el largo camino hasta llegar allí: un
millón de años.
¿El lenguaje?, ¿el fuego?, ¿la rueda?, ¿las pinturas rupestres?, ¿el arado?, ¿la escritura?,
¿la «polis»?, ¿la imprenta?, ¿las vacunas?, ¿los abonos nitrogenados?, ¿los antibióticos?, ¿la
www?,… ¿hasta dónde podrá llegar este «aprendiz de brujo»?
Pero, la muerta acecha, tan callando,… “Vanitas vanitatis et omnia vanitas”
Terminemos ya,…. “cuanto más aprendemos,... más nos damos cuenta de lo poco que
sabemos”.
Gracias.
Jesús Pérez Espinosa
21 de diciembre de 2012