El bosón de Higgs en el ´campo de Higgs´ "A todo este edificio estándar le falta una constatación: el descubrimiento del "bosón de Higgs". Ya va siendo hora de recordar que un bosón es una partícula de espín entero, como el fotón, cuyo espín es la unidad. Un fermión (como el electrón) es una partícula de espín semi-entero (½ en este caso). Los fermiones son asociales: solo cabe uno en un estado cuántico determinado. Los bosones, como los hinchas, son lo contrario: añadirlos sucesivamente en el mismo estado cuesta cada vez menos energía".
"Al sacudir una substancia cualquiera, vibra. Las vibraciones de campos electromagnéticos, por ejemplo, son la luz. A un nivel elemental, las vibraciones son cuantos (o partículas): fotones este caso. Si existe una substancia, el campo de Higgs que permea el vacío, la podríamos también ´sacudir´ con energía suficiente como para crear sus correspondientes cuantos (bosones de Higgs) de masa aún desconocida".
Por tanto, ¿de qué estamos hechos exactamente?
"Todos estamos hechos de tres tipos de partículas:
electrones, y otras dos que son el
quark up y el
quark down. Quizás no se note, pero es evidente que es así. Si estamos aquí sentados tranquilamente, eso quiere decir que no estamos flotando por el aire. Y para eso hay dos motivos: el primero es que estamos inmersos en algo que no se ve, pero que existe, que es el campo gravitatorio de la Tierra, que es el que tira de nuestra masa y nos sienta en la silla; y el otro es que tenemos masa. ¿Y por qué tenemos nosotros, y las partículas elementales que nos componen, esa propiedad que se llama masa? Pues resulta que no la tenemos porque sí, sino por una razón que podríamos llamar "ambiental". Las partículas elementales tienen masa porque están sumidas en otro campo, que tampoco se ve y al que llamamos el campo de Higgs, y que permea el vacío por completo".
El vacío como tal, en consecuencia, no existe… "Si vaciamos esta habitación hasta que nos parezca que no queda nada, seguirá habiendo dos cosas: el campo gravitatorio y el campo de Higgs. Si nos alejamos de la Tierra, el primero se irá haciendo más débil y desaparecerá. Pero vayamos donde vayamos en el Universo, no importa lo lejos que sea ni lo vacío que parezca, el segundo, el campo de Higgs, seguirá estando ahí. El vacío no es la nada. Y de eso estamos hechos todos, de partículas que sufren la influencia de ese vacío, en el sentido de que es él quien les da la masa. Esa es, precisamente, la hipótesis que queremos comprobar".
"Las estructuras de la naturaleza son variadísimas. Sin embargo, las leyes fundamentales de la naturaleza y los constituyentes elementales de la materia de la que estamos hechos son ambos sorprendentemente simples. Lo que es complicado es combinar estos ladrillos de las innumerables formas posibles. Pero cualquier estructura, por diferente que nos parezca, está construida con esas pocas y sencillas leyes".
¿Cuántos son, en total, los constituyentes del Universo en que vivimos? "Hay dos tipos de constituyentes. Unos que se manifiestan sobre todo como materia, por ejemplo los electrones y los quarks. Estos tienen la propiedad particular de que si los vamos metiendo en una caja, llega un momento en que la caja se llena y ya no caben más. Y luego hay otras partículas que se manifiestan más bien como fuerza. Por ejemplo la fuerza electromagnética se transmite por medio de partículas de luz que llamamos fotones. Al contrario de las otras, cuantas más de estas partículas metamos en una caja, más fácil será ir metiendo las siguientes. Pues bien, del primer tipo de partículas, las que no caben todas en el mismo sitio, hay tres estables, que son el quark up, el quark down y el electrón (estos dos últimos forman los protones y los neutrones). El electrón, además, tiene un primo, que es el neutrino, que tiene un papel muy importante en el funcionamiento del Sol. Así que hay cuatro partículas importantes para que luzca el Sol, para hacer una paella, para enamorarse... todo eso lo puedes hacer con sólo cuatro partículas".
Ahora bien, ¿podría la teoría de cuerdas dar por fin una respuesta final a las grandes cuestiones sobre la materia y el universo? "Yo soy escéptico. "En Ciencia avanzamos a base de ir descartando las teorías falsas y aproximándonos a las verdaderas, que nunca lo son del todo, pero que constituyen buenas aproximaciones a la realidad. Y para que una teoría sea interesante de verdad, tiene que incluir la manera de poder demostrar lo contrario, es decir, tiene que tener alguna predicción que sea falseable. La teoría de cuerdas no hace ninguna predicción falseable, y por lo tanto tiene un estatus en la Ciencia que es diferente al del resto de las teorías. Tiene un estatus más "místico", por decirlo de alguna forma. Y en ese sentido, es una teoría floja como tal. Hace un tiempo se pensaba que podría ser la teoría del todo, pero últimamente se ha descubierto que aplicando lo que sabemos de la teoría de cuerdas al vacío, sale como resultado que hay, como mínimo, diez elevado a quinientos vacíos distintos... Y eso es una estimación muy a la baja. Es decir, que como mínimo habría diez elevado a quinientas leyes de la Naturaleza diferentes, y eso empieza a ser una teoría muy poco predictiva. Así que la teoría de cuerdas no está en el mejor de sus momentos".
La búsqueda y el encuentro con el bosón de Higgs "Hemos llegado a la conclusión de que el vacío es una sustancia, un campo fundamental que permea todo el Universo. Y si se sacude un campo fundamental, como es el vacío, entonces las vibraciones de ese campo, que son las partículas o cuantos, aparecen. El bosón de Higgs es la partícula del vacío, igual que el fotón es la partícula, o cuanto, de los campos electromagnéticos. Aunque la partícula desaparezca, aún queda su campo, que lo impregna todo".
Para encontrar el Higgs, los físicos exploran en sus
colisionadores de partículas lo que sucede a distintos niveles de energía. Se van explorando "parcelas" diferentes, y descartando las que están vacías... Parece que no quedan ya muchas por comprobar... ¿Cuándo se encontrará por fin el bosón de Higgs?
"La parcela en la que estamos actualmente es suficiente. Cuando el
LHC funcione al doble de su energía actual durante algunos años, y eso es sólo una cuestión de tiempo, entonces podremos demostrar que existe la partícula, o que no existe en absoluto. Si no aparece en esta "parcela" es inútil seguirla buscando en otras, porque en otros rangos de energía diferentes el bosón de Higgs deja de tener su rol y ya no tendría sentido".
Volviendo a la metafísica En el mes de julio de 2012 estas consideraciones de Álvaro Rújula deben completarse obviamente con la confirmación experimental de la existencia del bosón de Higgs y, en consecuencia, del ´campo de Higgs´ del que es una vibración cuántica. A partir de ese campo bosónico se generaría la masa de todas aquellas vibraciones con masa, especialmente las partículas fermiónicas que producirán el mundo visible, macroscópico clásico con objetos estables, ubicados en un espacio-tiempo descrito por la relatividad y diferenciados unos de otros. Pero volvamos a algunas de las preguntas y cuestiones que nos venían sugeridas por el artículo de Javier Egea en el diario El Mundo.
¿De qué trata la ciencia? Su relación con lo metafísico.
La ciencia es evidentemente una forma, metódicamente rigurosa de producir conocimiento. Ahora bien, ¿hasta dónde llega este conocimiento? En el artículo de Igea destaca claramente la intención de situar el ámbito del conocimiento científico en una zona en que no se toca, ni en positivo ni en negativo, la posible existencia de Dios. Así es de hecho la ciencia que conocemos hasta ahora. En concreto: la confirmación del campo y del bosón de Higgs, con la confirmación paralela del modelo estándar de la teoría de partículas, no supone un conocimiento metafísico último, absoluto, de la naturaleza del universo.
Por tanto, esta imagen científica del universo no es una metafísica: o sea, no tiene elementos para decir que la realidad fundamental del universo sea Dios o un puro mundo sin Dios. Y, por descontado, el bosón de Higgs no tiene nada absolutamente que ver con la realidad divina.
La idea científica de ambas entidades físicas es pura ciencia: se trata sólo de conceptos científicos, al parecer confirmados por la experimentación altamente compleja del CERN, que no suponen más que puras construcciones científicas sobre cómo debemos pensar que es el mundo real en su evolución en el tiempo. Es lo que hemos visto en la exposición conceptual del profesor Rújula, donde sólo hay ciencia y pura ciencia. No hay asomo de metafísica, ni tiene por qué haberlo.
Sin embargo, también es verdad que la ciencia y la metafísica tienen un objetivo común, apuntan a lo mismo: a conocer hasta el fondo cuál es el fundamento último, absoluto, del universo en que habitamos. La ciencia es limitada y no entra en lo metafísico porque, de hecho, de acuerdo con su metodología normativa, no ha llegado hasta el momento a producir un conocimiento suficiente que permita construir una imagen última y discernir entre las diferentes hipótesis metafísicas hoy planteadas (la teísta y la ateísta). Pero, ¿podemos imponer de derecho límites al conocimiento científico? No lo creo. Es decir, podría llegar un momento en que la ciencia le diera a la metafísica la solución final prácticamente resuelta.
Igea nos dice que "la negación de Dios a partir de la ciencia sólo se podría dar en el caso imposible de que la ciencia estuviese acabada y diese una explicación última de todo". No creo que la imposibilidad a que se refiere Igea pueda entenderse de otro modo que en el sentido de que la ciencia siempre será hipotética, abierta, sometible a crítica y revisión. Pero podría llegar un momento (que no es el presente) en que la ciencia, aunque en último término abierta epistemológicamente, construyera una explicación última de todo muy acabada y consensuada por la comunidad científica, que resistiera el paso del tiempo y que se constituyera en una imagen estable del universo.
No puede descartarse que esta imagen del universo en la ciencia implicara por ella misma una imagen metafísica última, bien en el sentido teísta o en el ateísta. La "explicación última del todo" no implicaría necesariamente ateísmo, puesto que podría llevar al teísmo. Habría que ver cuáles serían sus rasgos finales. Pero podría darse una "explicación última del todo" puramente física que, sin embargo, no entrara en lo metafísico. En este caso tendríamos una imagen científica cuasi-terminada y estable, pero a la que le seguiría siendo inaccesible el ámbito de la metafísica.
Metafísica y filosofía: el ámbito de lo metafísico El que de hecho la ciencia no lleve eo ipso a conclusiones metafísicas (esto es lo que pasa tras el descubrimiento del campo y el bosón de Higgs) no quiere decir que, por ello mismo, lo metafísico ya no interese al hombre. El conocimiento que el hombre aspira a tener para vivir su vida con sentido no depende exclusivamente de la ciencia. La ciencia es la forma más rigurosa de conocimiento, pero no la única. El hombre se relaciona con la realidad y forma representaciones sobre ella, incluso sobre la dimensión metafísica, de muy diversas maneras: por la intuición en el arte o en la literatura o en las religiones, o por la razón en la filosofía. Esto está sugerido en el artículo de Igea.
Por ello, donde la ciencia no puede decir nada por el rigor de su propio método (y este es el caso de lo metafísico), la filosofía, sin embargo, dada su naturaleza epistemológica, puede especular orientada por la razón. Es lo que ha pasado y sigue pasando. Pero la filosofía, al especular sobre lo metafísico, dentro de la mayor amplitud de su método racional, no puede ignorar los resultados de la ciencia. La ciencia de hecho no llega a lo metafísico, pero la filosofía debe asumir los resultados de ésta para proponer constructos racionales sobre lo metafísico que, además de lo conocido por la ciencia tengan también en cuenta otros aspectos del conocimiento humano de la realidad.
De ahí que la ciencia, aunque no haya llegado todavía a una "explicación última del todo", en su estado provisorio, produce siempre una imagen de la realidad del universo que debe ser tenida en cuenta por el conocimiento también provisorio que construye la filosofía (o metafísica). Así, aunque la ciencia no pueda de momento decir nada sobre lo metafísico, sin embargo, influye, imprime sesgos a radice, sobre las especulaciones racionales de la filosofía. Puede haber momentos de la historia de la ciencia en que ésta induzca al ateísmo y otros en que nos lleve al teísmo. Esto ha pasado en los últimos siglos.
La ciencia especulativa tras el ´campo de Higgs´ La ciencia, pues, aunque como tal no extrae consecuencias metafísicas de sus resultados de conocimiento, sin embargo apunta a grandes cuestiones que pertenecen a la ciencia como tal, es decir, que son conocimientos que la ciencia debiera alcanzar por su propia naturaleza epistemológica. A) Me refiero primero al supuesto básico de que, si existe un universo real, debe postularse de principio que se trata de un universo consistente y estable, que puede mantenerse con autosuficiencia en el curso eterno del tiempo. Esta no es una cuestión filosófica sino científica (aunque obviamente influya en la filosofía).
B) La segunda gran cuestión es la de conocer las causas que han producido evolutivamente la construcción del orden dentro del universo, el orden físico y el orden biológico. El orden es un hecho y es evidente que la ciencia debe apuntar a conocer las causas que lo han producido. C) La última gran cuestión es la explicación del hecho empírico de que en el proceso evolutivo se hayan producido seres con sensibilidad-conciencia. ¿Cuáles son las causas de que este hecho pueda ser real? Por una parte, la ciencia se mueve, al menos de principio, en el supuesto monista de que todo lo producido dentro del universo evolutivo deriva del único principio que es la ontología misma del universo generada en el big bang. El sustrato primordial del universo (llamémoslo ´materia´, siempre que no entendamos por ´materia´ lo que se entiende por ella en los sistemas dualistas), debe ser la causa primordial cuya ontología hace explicable todo lo que ha surgido en la evolución del universo.
1) En relación al postulado de la consistencia y estabilidad del universo, el descubrimiento del campo/bosón de Higgs dota al ´modelo estándar de la teoría de partículas´ de una extraordinaria consistencia experimental que refuerza igualmente el ´modelo cosmológico estándar´. Ambos modelos cobran fuerza y se yerguen con prepotencia al oponer la imagen teórica de la realidad fundada en los hechos y evidencias empíricas a otras imágenes de la realidad puramente especulativas que incluso no son capaces de diseñar las condiciones de una posible confrontación con los hechos que pudiera falsearlas. Recordemos la dura valoración, antes citada, que hace Álvaro Rújula de la teoría de cuerdas. Sin embargo, si el universo ha surgido de pronto en un
big bang y va a diluirse su expansión evolutiva en una muerte térmica final inevitable, entonces, ¿cómo entender su consistencia y estabilidad eterna?
Yo creo que la
teoría de supercuerdas y la de
multiversos (que pueden complementarse) es válida como pura teoría formal que, por ello mismo, no puede descartarse. El modelo estándar (de partículas o cosmológico) no implica en pura lógica científica una metafísica. Debemos recordarlo. Pero para explicar la consistencia y estabilidad del universo del modelo estándar –si no se admiten las teorías de cuerdas/multiversos– se abre por delante un trabajoso camino por recorrer que va más allá del conocimiento de la materia oscura y de la indagación sobre la misteriosa ontología de los campos físicos (electromagnético, gravitatorio, de Higgs) que deben postularse y de los que existen pruebas experimentales. La futura cosmología empírica y experimental, atenida sólo a los modelos estándar, es todavía un arduo camino por recorrer.
2) El orden es otro hecho empírico incuestionable del que la ciencia debe dar ´razón´, es decir, conocer las causas reales que lo producen. En este sentido la única posibilidad de argumentación de la ciencia es ésta: las propiedades ontológicas de la radiación y de la materia primordial que poco a poco va formándose, tal como emergen de facto en el big bang, son la causa de que aparezcan las estructuras físicas y biológicas en el proceso evolutivo posterior. El orden natural es el orden a que conducen las interacciones lógicas de una materia que de hecho posee ciertas propiedades ontológicas. Son estas las que, al actuar, producen las leyes de naturaleza (que constatan las formas y regularidades de la ordenación e interacción de la materia).
Por ello, en tanto en cuanto la confirmación del campo/bosón de Higgs completa el modelo estándar (de partículas y cosmológico), puede decirse también que se completa el marco teórico que explica por qué surge el orden natural, físico y biológico. No obstante, aun siendo esto así, quedan abiertas algunas preguntas que, de momento, la ciencia del modelo estándar no puede responder: a saber, si el universo es único, a) por qué la radiación/materia emergida tiene precisamente aquellas propiedades ontológicas que harán posible el orden (ya que pudieran ser otras y no hay ninguna argumentación que obligue a pensar que la materia debiera tener necesariamente estas propiedades) y b) por qué los valores de ciertas variables del proceso estándar son las que de hecho son y además los valores que hacen posible la vida y el hombre (estos valores no son los que son por necesidad y pudieran ser otros).
Todo esto hace relación al llamado
Principio Antrópico que después mencionaré. En todo caso debe quedar claro que una ciencia prepotentemente experimental, que rechaza la especulación, no puede recurrir a la teoría de cuerdas y a los multiversos que explicarían que, por azar entre ´infinitos´ universos, haya uno que posea las propiedades del nuestro. En este sentido, el modelo estándar completado por Higgs, si no acepta las cuerdas y los multiversos, tiene todavía abiertas graves cuestiones cuya explicación deberá abordar.
3) Por último, el hecho empírico incuestionable es que la evolución ha producido la emergencia de la sensibilidad-conciencia. La ciencia debe explicar por qué esto ha sido posible y no puede hacerlo sino a partir de la ontología, propiedades y leyes de la radiación/materia primordial. Explicar significa conocer las causas que hacen posible la conciencia, de acuerdo con las propiedades fenomenológicas que esta tiene y son descritas en las ciencias humanas. Las tres propiedades fenomenológicas básicas son la unidad de la conciencia, la indeterminación o libertad impulsora de las acciones y la experiencia campal u holística que proporcionan los sentidos (así el campo de la visión o la experiencia campal del propio cuerpo). La conciencia se produce en animales y hombres (no así la razón que es propia sólo del hombre).
Es sabido que la ciencia fue durante siglos sólo mecanoclásica y de ella nació una visión de los objetos, y de las interacciones clásicas entre ellos, que respondían a los principios del mecanicismo, determinismo, escisión, diferenciación y distancia en un espacio-tiempo métrico. Esto llevó a lo que conocemos como ´reduccionismo´, al pretender explicarse la sensibilidad-conciencia a partir de esos mismos principios mecanoclásicos.
No obstante, frente a esto, la ´nueva física´ ha insistido en que la raíz profunda, digamos ´ontológica´, del mundo de objetos clásico es el mundo mecanocuántico en el que rigen propiedades que no se cumplen en el clásico: la coherencia cuántica, la superposición cuántica, la indeterminación cuántica y la acción a distancia. La diferenciación entre partículas bosónicas y fermiónicas es también esencial. Estas últimas tendrían una función de onda que les haría mantener su independencia (con un spin y una masa), cosa que no pasa con las bosónicas que disuelven su individualidad vibracional en un estado de coherencia cuántica unitario e interiormente indiferenciado (recordemos a Rújula).
Por ello, la tendencia actual de la neurología cuántica explicaría los seres vivos como un equilibrio balanceado entre mundo clásico (el cuerpo consistente y estable) y mundo cuántico (los fenómenos cuánticos imbricados en lo clásico que explicarían lo que el reduccionismo determinista no puede explicar, a saber la unidad de la conciencia, su indeterminación y su dimensión holística y campal).
Por esa razón, además de ciertos filósofos que se anticiparon a su tiempo (como Nicolás de Cusa), tanto en la física antigua (como el éter de
Newton y su ´sensorium divinitatis´, desprestigiado por el
experimento de Michelson Morley y la
relatividad, como en la física moderna se ha tendido siempre a postular la existencia de un fondo unitario de la realidad, entendido como un mar de energía fontanal, como el universo implícito de
Bohm, como el reciente
´vacío cuántico´, como el fondo de referencia para los operadores de creación y destrucción de
Dirac, o cómo el fondo referencial en que nace o en el que se disuelve finalmente la energía del universo. Este fondo unitario del universo es el que parece haberse confirmado por la existencia del ´campo de Higgs´ y su vibración en forma de un bosón de Higgs que conferiría la masa a las vibraciones generadas desde el big bang.
De esta manera, como hemos visto en la explicación de Álvaro Rújula, las vibraciones fermiónicas adquirirían la masa que hace nacer el mundo mecanoclásico con los objetos macroscópicos ordenados, físicos y biológicos, que entre otras cosas forman el universo y nos permiten tener un cuerpo estable con el que construir una biografía personal. La teoría y comprobación experimental del campo/bosón de Higgs –de acuerdo con su papel en el modelo estándar de la teoría de partículas– contribuye de una forma nueva, por primera vez avalada experimentalmente, a considerar la existencia de un fondo unitario que permea universalmente el universo. Así, el modelo estándar, reafirmado por Higgs, asume con nueva fuerza la visión unitaria de la materia que constituye el universo; materia unitaria que se manifiesta como bosónica y como fermiónica, pero siempre dentro de una profunda unidad ontológica.
Al contribuir, por tanto, desde su perspectiva conceptual propia, a fundar una imagen holística del universo, el Higgs acerca la ciencia de forma significativa a la verosimilitud de los intentos por explicar la naturaleza de la sensibilidad-conciencia a partir de las propiedades cuánticas y campales de la materia y del universo físico. La teoría del campo/bosón de Higgs es puramente física y no implica por sí misma una explicación del psiquismo.
Pero es un resultado científico que facilita el esfuerzo conceptual de los científicos que están efectivamente comprometidos en la explicación de los seres vivos como un balance equilibrado clásico/cuántico. Higgs nos dice que la realidad física está constituida por campos primordiales previos que fundan la aparición del mundo clásico pero que todavía no están atrapados en la rigidez determinista y diferenciada de ese mundo clásico.
Además de la presencia y la promoción de productos de Comercio Justo (certificados oficialmente por el 
