La belleza oculta de la ciencia

/ Nasa

 "Las matemáticas poseen cierta belleza suprema, una belleza fría y austera como la de una escultura". Así escribió el gran matemático, filósofo y premio Nobel de la paz, Bertrand Russell.

¿Belleza de la matemática? Belleza de la ciencia? ¿No es la belleza un atributo del arte? Tradicionalmente arte y ciencia se han visto como polos opuestos: el arte, subjetivo e inventive, nos habla de nuestra interioridad y de nuestras percepciones. La ciencia, en cambio se pretende objetiva y exploratoria. Nos habla de la realidad física.

¿Qué tiene que ver la ciencia con la belleza? Mucho, y no nos referimos tan solo a los objetos que estudia la ciencia, como los hermosos cristales, los impresionantes fractales que se generan a través de algoritmos en las pantallas de las computadoras, o las flores y tantas estructuras biológicas. Ni a las hermosas estructuras astronómicas como estrellas o galaxias cuyas imágenes nos revelan los gigantescos telescopios.

Hablamos de belleza en las propias teorías científicas. En una gran medida, los matemáticos a la hora de resolver problemas y elaborar teorías, están guiados instintivamente por sutiles principios estéticos. Las teorías de la física heredan de la matemática un cierto sentido de belleza no demasiado alejado de la noción artística de belleza. Naturalmente que apreciar esta belleza requiere de un entrenamiento y un aprendizaje. Igual que para apreciar una sinfonía, un cuadro, o un poema debemos apoyarnos en un proceso previo de aprendizaje.

Todo físico percibe a la teoría electromagnética como una hermosa teoría. La relatividad Einsteniana fue aceptada por los físicos aún antes de ser verificada experimentalmente, gracias a su belleza y elegancia. Es precisamente la noción de elegancia, simetría, armonía intrínseca, simplicidad, interconexión entre sus partes, lo que le da a la teoría un matiz estético.

El matemático inglés Hardi lo expuso claramente cuando afirmó: “...los patrones matemáticos como el de los pintores o el de los poetas deben ser hermosos. Las ideas, como los colores y las palabras deben ajustarse unos a otros de manera armoniosa. La belleza es la primera prueba. No hay lugar permanente para las matemáticas feas”

Kepler se lamentaría al descubrir que los planetas describen elipses en lugar de círculos, que son más simétricos. Exclamó con amargura: “…He poblado la astronomía con el estiércol de las elipses” En realidad Kepler no podía percibir que son las leyes básicas y no las soluciones a las ecuaciones que describen estas leyes, las que son estéticamente placenteras. La naturaleza física está gobernada por leyes elegantes y accidentes que llamamos condiciones iniciales, que rompen la simetría de las leyes.

El premio Nobel de física, el inglés Paul Dirac invocó un principio de belleza en trance de describir la naturaleza: eligió matemáticas simples y hermosas para describir al electrón de acuerdo con la mecánica cuántica y la relatividad especial y la elegante ecuación hoy llamada ecuación de Dirac le permitió predecir la existencia de antimateria.

La relatividad general es una teoría fascinante que puede ser escrita de manera muy simple gracias a las matemáticas. En las simetrías de su estructura está su belleza. Pero además describe exquisitamente el mundo físico, como nos enseña la reciente detección de las ondas gravitacionales, una de sus predicciones.

¿Cuál es el origen de esta belleza de las teorías científicas? No lo sabemos, pero acaso lo que presentimos como belleza en las teorías actuales sea apenas la anticipación de la belleza de la ansiada y elusiva teoría final.

*Profesor de la Escuela de Física Universidad Industrial de Santander
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