Gerardo Herrera Corral: La ciencia es una actividad de mucha gente, un gran concierto

POR: Héctor M. Magaña

El físico Gerardo Herrera Corral es uno de los científicos más conocidos (y reconocidos) en México. Interesado en compartir su pasión por los desarrollos científicos con el público, combina sus intereses con su trabajo como investigador asociado en el Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN) en Suiza y como profesor titular del Departamento de Física del Centro de Investigaciones y de Estudios Avanzados del IPN (CINESTAV) en México.

Desde 1994 trabaja en el experimento ALICE en el Gran Colisionador de Hadrones (GCH) de CERN, donde estudia la colisión de iones pesados ultra relativistas para reproducir de manera controlada las condiciones del universo temprano. Es, en nuestro país, una de las personas que mejor conoce, y que mejor puede contarnos, la infancia de nuestro universo.

El doctor Corral conversó con REVISTA SIN RECREO el 11 de julio a través de una videollama. En ese momento, el doctor Corral se encontraba en Suiza, cede del CERN, y respondió amablemente nuestras preguntas. Es digno de recordar que hace solo una semana se celebraba el natalicio del físico brasileño César Lattes (11 de julio de 1924 – 8 de marzo de 2005), conocido como codescubridor del pion, una partícula subatómica compuesta formada por un quark y un antiquark.

La entrevista abordó muchos temas de interés que van desde la divulgación científica hasta la física, las matemáticas, el arte y la literatura. El nombre de Goethe salió a colación, y al igual que el personaje de Fausto, al doctor Corral lo mueve su interés y pasión por el conocimiento de la naturaleza.

 

Héctor Magaña (HM): Quisiera empezar con la naturaleza de la divulgación científica. ¿Que lo inspiró para ser, no solo investigador en el área de física, sino también divulgador de la ciencia?

 

Gerardo Herrera Corral (GHC): Yo creo que todas las personas cuando realizan una actividad, y la hacen con entusiasmo, normalmente quieren comunicar a otros las emociones que perciben, y yo creo que es el caso de la divulgación científica que hacemos. Hay dos grandes comunidades de divulgación: una es la de los profesionales que escriben muy bien y que no están activos en la ciencia, que no hacen investigación científica “per se”, pero que tienen un entrenamiento de tipo científico y que cuentan a la gente algunos aspectos de la ciencia y sus desarrollos. Esa es una comunidad. Existe la otra comunidad que es de investigadores profesionales que se dedican a la investigación científica y que eventualmente dan charlas, escriben columnas en periódicos, libros etc. Ese es mi caso. Yo me dedico a la investigación científica, pero como físico e investigador que soy, me emociona mucho lo que hago. Estoy en contacto con grandes ideas, con la aventura que significa la investigación, con los grandes proyectos, con lo espectacular de esos grandes proyectos, y a menudo uno quiere contarle a la gente esa emoción de la física. En este caso, la física de altas energías, de los aparatos impresionantes que desarrollamos para hacer la investigación, en fin, del entusiasmo por la actividad hacemos.

HM: Eso se nota en sus libros, y también, a partir de ahí, quisiera preguntar algo con respecto a su libro El Higgs, el universo líquido y el Gran Colisionador de Hadrones (FCE) sobre la naturaleza del laboratorio. ¿Estamos experimentando, gracias al GCH, de una cooperación internacional en la investigación científica?

 

GHC: No se si se debe al Gran Colisionador. Yo creo que es un fenómeno sociológico lo que ha llevado, no solo a la ciencia, a globalizarse. Ahora, existe un ambiente internacional en muchas áreas de la ciencia, la tecnología y la cultura. Yo creo que, de por sí, la ciencia ha sido siempre una actividad plural. Ha sido una actividad de mucha gente, ha sido un gran concierto. Creo que mediados del siglo pasado la investigación científica empezó a cambiar. Ya no es una actividad individual, ya no es la actividad de unos cuantos que trabajan en sus oficinas de manera aislada. Desde mediados del siglo pasado se empezó a desarrollar una comunidad internacional que discute sus resultados en grandes conferencias, que se reúne en grandes laboratorios. Es el caso de del Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN),  entre otros, y que discute, continuamente a través de los medios, de los papers, de las revistas, de las redes sociales. Es una actividad muy internacional, muy colectiva. Esto a diferencia del arte  que nació y continúa siendo una actividad muy individual. El arte es la expresión de un individuo. Es la interpretación del mundo que hace un individuo. Las emociones o ideas que quiere expresar un individuo. La ciencia, no. La ciencia es un quehacer de muchos y más allá del GCH se ha convertido en una gran actividad internacional. Por supuesto, que el GCH es fundamental en ese sentido, porque el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) funciona como un gran laboratorio internacional en que la actividad de investigación la hace el mundo. El staff  del CERN es muy reducido. La mayor parte de la investigación la realizan alrededor de diez mil físicos que pasamos por aquí. Venimos de nuestros respectivos países y hacemos la investigación acá. Así que, sí, en ese sentido el CERN se enmarca muy bien e impulsa, apoya y soporta. Yo creo que amplifica esa calidad internacional de la investigación científica.

HM: Muy bien. Yo tengo que admitir mi ignorancia en esto, pero, me parece, que ha habido un cambio en la física del siglo XX. Me parece que desde Max Planck, quien fue el primer físico “teórico”, en sentido estricto, ahora, lo que ocurre en el CERN es un regreso la experimentación “obligada”. Como dijo usted, ya no encerrado en una habitación, sino como trabajo colectivo a través del laboratorio. Entonces, por decirlo así, ¿el trabajo del físico teórico ya no es tan “teórico”?

 

GHC: No, siguen existiendo las comunidades separadas de física teórica y física experimental. Si bien es cierto que la ciencia se internacionalizó, a mediados del siglo pasado, también se especializó. Eso es otro fenómeno que ha ocurrido, entonces lo tópicos de investigación son cada vez más estrechos. La gente se especializa en aspectos muy particulares de las disciplinas y eso también se ve en las comunidades teóricas y experimentales. Existe una comunidad de físicos teóricos y una comunidad de físicos experimentales. Existe una tercera comunidad. Nosotros la llamamos “fenomenología”. Físicos que, de alguna manera, se mueven entre ambas comunidades. Entre la física muy teórica, que a menudo pierde contacto con los datos y con la experimentación, y al física experimental, que a menudo pierde contacto con la física teórica. Hay físicos que hacen fenomenología, que tratan de ligar los resultados unos con otros y, esos físicos fenomenológicos están en contacto con ambas comunidades. Pero siguen existiendo como tales y siguen trabajando de manera separada. Más por vía de la especialización, que es un fenómeno muy distinto de la internacionalización. Ahora la gente trabaja en temas muy, muy, específicos de la física, de la física de partículas, o sea, puedes tener física relativista o física de partículas y dentro de la física de partículas hay gente que solo se dedica a estudiar los quarks pesados y hay gente se dedica a estudiar QCD, que es una de las interacciones, y hay que gente solamente se dedica al sector electro-débil de las partículas elementales. Y así, se han dividido las áreas de especialización de una manera extraordinaria.

HM: Es interesante lo que menciona porque en su libro Universo: La historia más grande jamás contada (Taurus, 2016) hace mención de temas de filosofía para abordar el problema de la conciencia, también de química o biología para hablar de la naturaleza de la vida. Mi pregunta es, ¿si la especialización ha cortado la comunicación con otras áreas o ramas?

 

GHC: Bueno, yo espero que no. Hay que diferenciar las actividades de las personas. Podemos diferenciar a las personas de su actividad profesional. En el trabajo profesional, un físico puede dedicarse a un aspecto muy especializado, puede dedicarse a estudiar solamente el sector electro débil y puede que esa persona no se interese más que en eso. Eso puede llegar a ocurrir, pero, en términos generales, una persona puede dedicarse profesionalmente a un aspecto de la física pero eso no significa que no este interesada en lo que ocurre en el mundo. Las personas tienen una dimensión política, tienen una dimensión social, tienen una dimensión intelectual, y eso si depende de los intereses de cada persona. Desde luego, a mi me interesa mucho lo que esta ocurriendo en la biología, trato de mantenerme lo más actualizado que pueda con los nuevos hallazgos que se realizan en la biología. De pronto me doy cuenta de algunas cosas que han ocurrido en la química, en la ingeniería. Trata uno de mantenerse al día por interés personal, no porque mi actividad profesional lo que requiere. Yo podría dedicarme, como lo hacen muchos colegas (yo diría que la mayoría de los colegas) solamente a mi trabajo por el que me pagan y ya, pero lo cierto es que también muchos de nosotros llegamos a hacer lo que estamos haciendo por interés propio, lo que nos interesa, porque nos interesa el conocimiento, porque nos interesa entender la naturaleza, y en ese sentido, pues, yo por lo menos mantengo ese interés. Yo, llegué a la física por el lado de la filosofía, a mi siempre me interesaron las reflexiones filosóficas alrededor del mundo, alrededor de la realidad. Y ese interés sigue ahí, entonces me mantengo interesado por entender las cosas desde esos puntos de vista.

HM: De hecho es interesante que toque el tema de la filosofía, y como mencionó anteriormente el tema del arte, quisiera destacar algo que noté en su libro Antimateria. Los misterios que encierra y la promesa de sus aplicaciones (Sexto Piso, 2024). Menciona usted en algún pasaje sobre como el libro Fausto de Goethe lo influenció. ¿Podría contarnos cómo lo influenció, junto con la literatura y el arte?

 

GHC: Yo desde pequeño tuve muchas inquietudes. En realidad. uno de mis problemas fue ir definiendo lo que yo iba a ser en la vida. En cierta forma, ahora diría que uno no tiene que preocuparse porque de alguna manera solo la vida lo va llevando a uno por donde debe ir, y acabe por la física, pero yo tenía mucho interés por la literatura. Me interesaba mucho las matemáticas, de hecho yo había pensado en estudiar matemáticas. Siempre me interesó mucho la filosofía y trataba de leer todo lo que podía. Poco a poco, por las circunstancias de la vida, acabé involucrado en la física, de hecho, originalmente tenía interés por la física teórica y acabé haciendo física experimental, pero sigo algunas de las cosas que siempre me han interesado. Trato de escribir porque siempre me interesó la literatura, y siempre quise escribir. Aunque sea divulgación científica trato de escribir. Tengo inquietudes y proyectos que trato de realizar. Los intereses pues son muy amplios, pero esos ya no dependen de la actividad profesional, como tal, sino de los intereses de las personas, de tal suerte que uno puede encontrar en los gremios, entre los biólogos, entre los físicos, gente que solamente se dedica a su área de investigación pero también encontraras a gente interesad en el conocimiento en general.

Fausto, sí, es un libro que leí muy temprano, cuando era muy joven. Tendría catorce, quince años cuando leí el Fausto de Johan Wolfgang von Goethe. Es un libro que me marcó mucho, en el sentido de que vi al personaje, Fausto, como alguien que compartía, de alguna manera, las inquietudes que yo tenía por el conocimiento, por entender y por captar de una mejor manera la realidad y lo que somos, esa duda existencial que ya viene presente en la literatura desde hace muchos años atrás. Fue una obra que me influyo mucho, y de cierta forma me llevó a Alemania a hacer mi doctorado, porque por esa obra siempre quise entender mejor esa cultura, y quise en algún momento leer el libro de Goethe en su idioma original, el alemán. En ese sentido, tuvo un impacto fuerte y me influenció bastante.

 

HM: Siguiendo un poco a Fausto, con los limites del conocimiento, estamos viendo en la física una fuerte influencia con la llamada Teoría de Cuerdas, la Teoría del Todo. Hay una gran cantidad de libros de divulgación (hace poco Michio Kaku sacó un libro al respecto) pero hay una gran cantidad de dudas, de críticas, al decir que esta teoría es un gran concepto matemático, pero, por decirlo de algún modo, no hay evidencias fuertes empíricas de su existencia. Me parece que usted, en su libro Dimensión desconocida. El hiperespacio y la física moderna(Taurus, 2023) menciona los taquiones, que son entidades demostradas matemáticamente pero que existen en otra dimensión. ¿La Teoría de Cuerdas es la vía ortodoxa o hay otras vías en exploración?

 

GHC: Desde luego hay muchas otras aproximaciones. La Teoría de Cuerdas es una de las propuestas que existen para tratar de unificar la Teoría General de la Relatividad con la Mecánica Cuántica, pero no es la única. Existe una teoría que se llama Teoría de Bucles o de lazos, la Teoría Cuántica de la Gravedad, que también tiene como objetivo encontrar los conceptos formales del espacio para tratar de encontrar todas las interacciones en un esquema teórico. Existe esa aproximación que es menos conocida, que es menos famosa. La Teoría de Cuerdas se hizo muy famosa con la serie The Big Bang Theory. El personaje de Sheldon le dio la fama y ahora el publico se la confiere. Todo el mundo la conoce porque se ha popularizado de alguna manera. Pero existen muchas otras aproximaciones. Hace poco, el autor de matemática, Wolfram también propuesto una teoría muy distinta. Una teoría relacional del espacio para tratar de entender a la naturaleza. Existen muchos esfuerzos. Quizás el más desarrollado y el que más tiempo tiene es la Teoría de Cuerdas. La Teoría de Cuerdas lleva más de cuarenta años de desarrollo y tiene una cantidad grande de físicos trabajando en ella. Buscando la manera de resolver lo problemas que se presentan ahí. La Teoría de Cuerdas ya no es tampoco ajena de la realidad; desde 1997 cuando un físico argentino propuso una dualidad, la conocida como dualidad de Maldacena que establece una relación entre una Teoría de Cuerdas en cinco dimensiones con la cromo-dinámica cuántica. Esa relación, esa dualidad, ha abierto nuevas posibilidades de alguna manera para aterrizar las ideas de la Teoría de Cuerdas, pero aún así, sigue siendo una teoría muy especulativa. Y eso ha sido muy criticado y seguirá siendo muy criticado.

Yo diría que más criticar a la Teoría de Cuerdas, como tal, se crítica la soberbia o la arrogancia de los físicos que la practican cuando llegan a considerar que no es necesario tener un contacto con la realidad. Esa es la parte de la Teoría de Cuerdas, digamos, que es criticada. Porque lleva consigo el peligro de considerar, otra vez, que la filosofía, que las ideas especulativas, tienen algo que decir de la naturaleza. El método científico no es así. El método científico establece una continua revisión de las ideas, de contraste con la realidad. Si la Teoría de Cuerdas no lo plantea así, definitivamente hay razones para criticarla como activad física. Luego, las críticas de muchos colegas son, que en cierto sentido, la Teoría de Cuerdas se puede trabajar sin mayor problema, pero, que no se haga a expensas de los prepuestos de ciencia. Que se haga en las Escuelas de Teología o de religión, si es que no quieren ser contrastadas con la realidad. Si no quieren ser contrastadas con la realidad, que se aboquen a encontrar observaciones, que la comprueben y que justifiquen su estancia en el departamento de física. Ese ha sido el discurso.

A mi, en general, me gusta mucho la Teoría de Cuerdas, me parece que proporciona muchas ideas que son muy interesantes, y que de alguna manera marcan el camino. Yo creo que hay grandes ideas en la Teoría de Cuerdas, como la existencia de más dimensiones. La posibilidad de que exista la supersimetría que plantea la Teoría de Cuerdas, la idea de su estructura, etc., estas ideas podrían estar   en la naturaleza y llevarían a entender mejor el mundo en el futuro. Yo creo que la Teoría de Cuerdas tiene mucho que decir.

HM: En virtud de ello, creo que también sería interesante destacar un poco el problema entre matemáticas y física. Por ejemplo, Heisenberg recurrió a la matemática de matrices y Albert Einstien usó los trabajos de Emmy Noether y Henri Poincaré. ¿Diría que el problema de la física es cómo traducir esta matemática?

 

GHC: Si, se puede pensar así. Hay un tema sobre la profundidad de los conceptos matemáticos. Si, estaría de acuerdo con ello.

 

HM: En ese sentido, por así decirlo, ¿hay matemáticas que dentro de la física se desarrollan con una directriz propia, digamos, o solamente la matemática trabaja para sí?

 

GHC: Las matemáticas se desarrollan como una área “per se”. Se desarrollan con sus propios preceptos y se han desarrollado muchas teorías que no necesariamente han encontrado una aplicación a la física. Lo interesante es que en algunas ocasiones si ha ocurrido. Hay desarrollos matemáticos que parecen ajustarse muy bien al momentos de describir teorías. Nos dimos cuenta, por ejemplo, que cuando se desarrolló la mecánica cuántica había una cantidad de propiedades extrañas. Con las funciones de onda, que no entendíamos muy bien, se les fue encontrando una interpretación probabilista. El Principio de Incertidumbre surge a partir de una teoría matricial que planteó Heisenberg. Se fueron estableciendo una serie de propiedades para darnos cuenta de que todas esas observaciones de la naturaleza y esos desarrollos de la mecánica cuántica se han ajustado en un Espacio de Hilbert y, un Espacio de Hilbert, era un marco conceptual matemático que se había desarrollado y que no tenía la intención de describir a la mecánica cuántica, pero acabamos entendiendo que las funciones de onda que describen la materia viven en un espacio de Hilbert.

Es decir, la matemática lo describe muy bien. Y así como eso, hemos ido encontrado marcos teóricos matemáticos que parecen describir nuestra idea del mundo. Por alguna razón que no entendemos las matemáticas parecen estar detrás de la naturaleza de los fenómenos de los procesos naturales. Eso es algo que no entendemos, ¿por qué eso es así? Eso no significa que todo lo que haga la matemática tiene que describir algún conjunto de fenómeno naturales, pero, si hemos visto que eso ocurre tantas veces que, ahora bien, podemos plantear un sistema de conocimientos físicos, de fenómenos, de procesos en la naturaleza, plantear la posibilidad de una descripción matemáticas de ellos. Así ha sido porque resulta que la naturaleza se la puede describir en términos matemáticos. Podemos especular que hay un lenguaje matemático en la naturaleza, pero, la verdad, es que no sabemos porqué eso ocurre, eso es un gran misterio.

HM: Muy bien. Para ir finalizando está conversación me gustaría lanzar una última pregunta. Usando el término de Kuhn, el “paradigma” actual ha cambiado enormemente. ¿Podríamos decir que el paradigma actual de la física tiende al orden o lo que hay es, en cambio, una orquesta polifónica de voces que no podemos sistematizar?

 

GHC: Yo creo que ese es justamente el gran programa de la física. La de unificar los conceptos. Ha sido un programa que ese ha desarrollando paulatinamente a lo largo de mucho tiempo. Todavía, en el siglo XIX, no existía una física, existían muchas físicas.

La termodinámica se había desarrollado de manera independiente de las demás áreas de la física. Uno podía estudiar termodinámica sin preguntarse en lo absoluto por la óptica, o por la mecánica, o por otras áreas de la física. No tenían nada que ver. Eran marcos conceptuales completamente independientes. Se hablaba del calor, de la temperatura. ¿Cómo el calor se propaga?, ¿cómo medir las temperaturas de los cuerpos?, ¿cuáles son las leyes que regulan el calor? Sin ocupar conceptos de la óptica, de la mecanica o de la físca de fluidos. No se necesitaban. Eran completamente independientes. Y así podemos hablar de la óptica, de otras de las áreas de la física del siglo XIX. Con el tiempo nos nos fuimos dando cuenta de la unicidad de la realidad.

Ha habido siempre una fascinación de los físicos por entenderlo todo de una manera única y es una aspiración filosófica a final de cuentas que viene de muy atrás. Ya los griegos intentaban entenderlo todo de una manera coherente, unificada. Por el lado de la física se vino dando, en buena medida, en el siglo XIX cuando entendimos la temperatura en los términos que utilizaba la mecánica. Se empezó a entender el mundo de los átomos y a describir los cuerpos como átomos que vibran. Eso permitió describir y entender el calor y sacar la ley de la termodinámica a partir de los conceptos de la mecánica.

Seguimos teniendo el mismo sueño de unificar los concepto. ¿Tenemos una visión de conjunto de los fenómenos naturales? La respuesta es no. Tenemos dos maneras de entender el mundo, dos herramientas, dos marcos teóricos que nos explican de manera separada, y de manera incoherente, dos aspectos de la realidad. Uno de ellos es la Teoría de la Relatividad que nos explica una de las fuerzas naturales: la fuerza de la gravitación. Nos explica la fuerza y el tiempo, y nos explica el movimiento de los cuerpos macroscópicos. Pero tenemos otra teoría, que es muy exitosa describiendo los fenómenos microscópicos y es la Mecánica Cuántica.

La mecánica cuántica describe el mundo de los átomos y lo hace de una manera excepcionalmente precisa. Pero no son compatibles. Son dos teorías que no son compatibles Hay contradicciones entre ambas. Hay fenómenos que describe una y que entran en contradicción con lo que la otra teoría dice. En ese sentido no tenemos una física única para todos los fenómenos. El objetivo es desarrollarla. Desarrollar el marco conceptual, esa es la gran aspiración. La Teoría de Bucles, la Teoría de Cuerdas, o las que aparezcan, tratan de entender la naturaleza.