David Gross: “Hem de canviar la nostra concepció de l’espai i del temps”

David Gross és físic teòric. Actualment dirigeix l’Institut Kavli de Física Teòrica de la Universitat de Califòrnia a Santa Barbara. El 2004 va ser guardonat amb el premi Nobel de física per haver contribuït a la comprensió de la interacció entre els quarks, les partícules que formen els protons i els neutrons. Gross va atendre l’ARA en la trobada de premis Nobel que es fa cada juny a la ciutat alemanya de Lindau.

Actualment la física teòrica s’enfronta a alguns reptes.

Sempre ho ha fet!

Quins són els més importants?

N’hi ha molts, perquè la física és un camp molt ampli. Treballem en àmbits que van des de l’origen de l’Univers fins a la matèria viva. El meu focus ha sigut la física de partícules i les lleis fonamentals de la natura. I aquí hi ha reptes enormes, com estendre la nostra teoria actual, que és extremament exitosa, a distàncies encara més curtes, entendre què passa en un forat negre quan irradia energia i desapareix, o entendre què són en última instància l’espai i el temps.

¿Els físics no saben què són l’espai i el temps?

Si ho penses, no els has vist mai. L’espai i el temps només existeixen dins del cap. L’acompliment intel·lectual més gran que hem assolit els humans és que en els primers mesos de vida, quan els nostres cervells encara s’estan desenvolupant, construïm un model molt simple en el qual els esdeveniments succeeixen en l’espai i en el temps. Però l’espai i el temps no els observem, només són una manera d’organitzar els esdeveniments naturals. El segle passat vam haver de modificar aquesta noció infantil de l’espai i el temps dues vegades, amb les teories de la relativitat especial i general d’Einstein.

I amb això no n’hi va haver prou?

No. Molts de nosaltres creiem que haurem de modificar-los una altra vegada. Potser hi ha alguna entitat més fonamental que dona lloc a l’espai i el temps tal com els percebem. Estem lluitant per superar aquesta visió actual, tan naïf, que probablement no és adequada per descriure què passa a distàncies molt petites o en temps molt primigenis. I això és rellevant per entendre el començament de l’Univers. Sovint sospito que un dels problemes més importants que tenim per estudiar l’inici de l’Univers és que aquests conceptes d’espai i de temps són massa primitius per enfrontar-nos a la pregunta de què va passar abans que existís el temps.

Vostè ha treballat molts anys la teoria de cordes, una de les teories que justament aprofundeixen en la naturalesa de l’espai i el temps.

I segueixo fent-ho. La teoria de cordes encara no és pròpiament una teoria, és més aviat un viatge que va començar fa gairebé 50 anys i que es basa en la idea que les coses potser estan fetes d’objectes amb extensió en lloc d’objectes puntuals com les partícules.

La teoria de cordes té dificultats importants a l’hora de fer prediccions que es puguin comprovar experimentalment i per aquest motiu hi ha científics que diuen que no és realment ciència.

La gent que diu això és estúpida. Després de molts anys hem vist que, en realitat, les teories actuals i la teoria de cordes són la mateixa cosa. Només són maneres diferents de mirar el mateix fenomen físic. És cert que no és una proposta tan revolucionària com s’esperava, però ens permet fer especulacions sobre l’origen de l’Univers i els forats negres. D’aquestes especulacions en pot sortir la física del futur.

Sempre que parlo amb físics acabem als forats negres.

Perquè són una de les fronteres del coneixement actual. Un forat negre és negre i, per tant, si hi llances la teva llibreta a dins, no la tornes a veure mai més. ¿S’ha perdut per sempre la informació que contenia la llibreta? Stephen Hawking es va adonar que els forats negres s’evaporen i emeten radiació. Si en lloc de llançar la llibreta a l’interior d’un forat negre la llancessis al Sol, es cremaria i tampoc no la podries recuperar. Però, en principi, si fossis prou boig per analitzar amb tot luxe de detalls la radiació que emet el Sol, podries detectar que s’ha cremat una llibreta i recuperar-ne el contingut. ¿Podries fer el mateix amb un forat negre? La majoria pensem que sí, però no sabem com. Aquests experiments mentals, que agradaven tant a Einstein, són una manera que tenim els teòrics d’obtenir idees del món en absència d’experiments directes.

Malgrat tot el que va fer, Einstein no va acceptar mai la física quàntica, una de les teories més soprenents i exitoses de la història. Aquesta teoria diu que un objecte pot ser en dos o tres llocs a la vegada i que només quan es fa una mesura es troba en un d’aquests llocs. Això a Einstein no li quadrava.

Einstein estava equivocat, molt equivocat. He estudiat molt els fracassos d’Einstein, i és molt interessant perquè no ho ha fet gaire gent. Havia tingut tant d’èxit amb la relativitat que volia trobar una manera semblant d’entendre la física quàntica. Una part d’ell sabia que corria un risc molt alt de fracassar, però tenia el dret de provar-ho. Les últimes dècades de la seva vida fins i tot va ignorar tots els avenços en física quàntica. Va perseverar en la seva visió, però s’ha vist que estava equivocat. I això fins i tot el fa més humà.

Quin problema tenia amb aquesta teoria?

Einstein va entendre la física quàntica millor que la majoria de científics de l’època, però no estava disposat a acceptar-ne les conseqüències. El seu amic Max Born li va dir en una ocasió: “No pots dictar-li a Déu com ha de fer les coses”. La figura d’Einstein ens ensenya moltes lliçons i una d’elles és que cal anar amb compte de no ser massa dogmàtics.

Quina és la seva opinió sobre la física quàntica?

Estic satisfet en un 99%. Però hi ha un 1% de mi que pensa que encara hi ha una comprensió més profunda possible. La física quàntica és molt estranya comparada amb les percepcions que comencem a construir en els primers mesos o anys de vida. Però quan mirem el món a altres escales, veiem que les coses es comporten de maneres diferents. A velocitats molt altes, la relativitat ens diu que hi ha uns efectes nous. Si ens n’anem a un forat negre, les coses són molt diferents perquè la gravetat és molt més intensa. Al món microscòpic, els efectes quàntics fan que les partícules es comportin d’una manera molt estranya.

Com que no tenim experiència directa del món microscòpic, sembla raonable assumir que allà les coses són diferents.

Efectivament, amb el temps hem après que la natura no és tan senzilla com pensàvem. Abans semblava evident que el Sol girava al voltant de la Terra. Van caldre segles per assumir que la Terra no era el centre de l’Univers. Les noves idees i percepcions de la realitat costen molt d’assimilar. I la física quàntica és molt jove, no té ni un segle de vida. Altres conceptes de la física han necessitat molt més temps per ser completament acceptats.

Quina és la seva visió de la ciència com a manifestació cultural?

Els humans apreciem la bellesa, interactuem els uns amb els altres i som curiosos. La ciència té alguna cosa en comú amb l’apreciació de la bellesa artística perquè, efectivament, hi ha bellesa en una fórmula matemàtica o en una teoria científica. A més, gairebé des del moment que vam ser capaços de parlar, ja ens vam preguntar coses com per exemple de què estava fet el món. Tot i que hi ha respostes encantadores, no es va progressar gaire fins que als segles XVI i XVII es va descobrir el mètode científic, que ha sigut molt exitós. Al cap de 400 anys tenim aquests dispositius increïbles, els mòbils, basats en la nostra comprensió més profunda del món físic.

A més del mètode científic i del coneixement concret, la ciència també està lligada a certs valors.

La ciència és transparent, cooperativa i democràtica. En ciència tothom és igual, el que importen són les idees, no qui les diu o el poder que té. L’únic jutge capacitat per dir si algú està equivocat és la natura. Ni cap rei, ni cap polític, ni cap país. El mètode científic, per tant, és crucial en el desenvolupament de la civilització. És cert que l’aplicació d’aquestes idees a la política no ha tingut tant d’èxit com en la comprensió de la natura, però el mètode científic també és responsable de molts avenços socials, com aprendre a viure junts i no matar-nos excessivament. A més, un cop es va descobrir, va ser irreversible. Ja no s’intenten respondre qüestions profundes o desenvolupar noves tecnologies invocant mitologia i poders o mirant entranyes de pollastre.

El mètode científic ha demostrat la seva utilitat, però encara hi ha molta gent que es pregunta sobre les aportacions de la física teòrica en les seves vides.

Quin és l’objectiu de la vida? El més característic dels humans és la curiositat. Hem arribat fins aquí perquè som curiosos. La física teòrica ajuda a satisfer la curiositat. I, a més, és útil. Tota la tecnologia moderna -el xip, el làser, els mòbils- està desenvolupada a partir de la nostra comprensió de l’estructura de la matèria. I aquesta comprensió la van desenvolupar físics teòrics a la dècada del 1920 sense tenir ni la més remota idea de si el que feien seria útil o no. Sense les tècniques modernes de diagnòstic basades en la física quàntica, l’esperança de vida seria 30 anys més baixa. Sense la ciència actual, tu o jo hauríem mort en néixer.