3

Els 29 de Solvay

L’univers comença a assemblar-se més a un gran pensament que no pas a una gran màquina.

SIR JAMES JEAN

Em desperta una sacsejada violenta. Passem per una zona de turbulències. Embafada encara per la son, veig en Francesc al meu costat. Continua revisant notes a la Moleskine amb una expressió preocupada. M’explica que quan feia el batxillerat sempre suspenia l’assignatura de Física, i per això té por de no entendre res del que es parlarà al congrés.

—Saps què deia Feynman, un dels grans genis de la física moderna? —li dic per tranquil·litzar-lo mentre les hostesses de l’Airbus 320 reparteixen cafè i galetes—. Assegurava que ningú entén del tot la mecànica quàntica. Per això recomanava als que s’interessaven per la matèria que «es relaxessin i en gaudissin», perquè si el que vols és entendre com pot ser que la naturalesa es comporti d’una manera tan estranya, et ficaràs en un atzucac. «Ningú no comprèn la mecànica quàntica», deia.

El meu company de viatge somriu i em confessa:

—He estat llegint alguns dels principis de la física moderna, i m’he desanimat una mica, per dir-ho d’una manera suau… Em costa de creure: partícules que travessen parets, que poden estar a dos llocs alhora… no entenc res!

—Les coses que ens semblen racionals no són les úniques que es poden comprendre… Una vegada Niels Bohr va dir que si la mecànica quàntica no et deixa perplex, és que no l’has entès.

—Si precisament els pares d’aquesta teoria extravagant en deien aquestes coses… no seré jo qui els desafiarà.

—És clar que ho faràs! —l’encoratjo—. Per això som aquí, per endinsar-nos en el fantàstic món de la quàntica.

Fem una pausa per prendre el cafè i les galetes.

—Quan em vas demanar que t’acompanyés a aquest congrés de Brussel·les em vas dir que era un lloc simbòlic per iniciar el nostre viatge quàntic. Què té d’especial, aquesta ciutat?

—Va ser precisament a Bèlgica on es van celebrar les conferències científiques que van reunir els pares de la teoria quàntica: les Conferències Solvay.

Les hostesses de vol ja recullen les restes de l’esmorzar. Falten pocs minuts per aterrar.

—Porten el nom del químic industrial belga Ernest Solvay —continuo l’explicació—, perquè es van poder celebrar gràcies al seu mecenatge. A la primera, que va tenir lloc la tardor de 1911, s’hi van convidar una vintena de científics rellevants. El tema principal era «la radiació i els quàntums». Entre tots els participants, el segon físic més jove era Albert Einstein. En aquell temps no era ni de bon tros el científic més reconegut, en un congrés on participaven Marie Curie, Poincaré, Planck, Lorentz, Langevin, James Jean, Rutheford…

—Déu n’hi do quina reunió de cervellets…

—Més que això… Una reunió de cervellets cèlebres! En el fullet del congrés hi ha una imatge d’aquesta primera conferència —dic mentre li ensenyo la fotografia—. Hi reconeixes el jove Einstein?

Fotografia de Benjamin Couprie

Les hostesses ens recorden que ens hem de cordar els cinturó. L’avió inicia l’aterratge a l’aeroport de Brussel·les.

Dins del taxi, camí de l’hotel, en Francesc reprèn la conversa:

—Aleshores, aquesta conferència va ser com un tret de sortida per a la teoria quàntica… Per cert, quin és l’origen del terme quàntic?

—La paraula quàntica neix l’any 1900 gràcies a Max Planck. Un científic estricte que, a desgrat d’ell mateix, va esdevenir un revolucionari en tota regla quan va descobrir que la radiació se saltava totes les lleis físiques conegudes fins aleshores.

—I què passava amb la radiació?

—Tot i que al final del segle XIX es creia que gairebé tot estava explicat, un enigma continuava enterbolint l’horitzó clàssic: la radiació tèrmica. Quan escalfem un objecte, per exemple un tros de metall, fem que els seus electrons vibrin més de pressa. Quan un electró es mou, emet una radiació. Simplificant-ho molt, podem dir que emet llum. Per això, quan el metall està molt calent, canvia de color: el veiem vermell, taronja, i si l’escalféssim prou, fins i tot blavós.^[1]

—Això sí que ho entenc. És cert que el ferro, en fondre’s, canvia de color. Ho he vist als documentals.

—També pots notar l’escalfor de la radiació que emet el palmell de la mà si te l’apropes suaument a la cara.

En Francesc reprodueix el que acabo de dir per experimentar-ho en pell pròpia, mentre jo continuo l’explicació:

—Els físics van intentar descriure el fenomen de la radiació mitjançant la teoria clàssica, però no se’n van sortir. D’aquest fracàs en van dir «la catàstrofe ultraviolada».

—Sembla un títol de ciència-ficció.

—Realment va ser una catàstrofe perquè, segons diu una equació de la física clàssica, ningú podria seure davant d’una xemeneia encesa, ja que la radiació que emeten les brases ens socarrimaria a l’instant.

—No eren gaire romàntics, oi?

—Planck va trobar l’explicació correcta sobre el perquè una parella es pot abraçar a la claror d’una xemeneia sense perill de carbonitzar-se —contesto, seguint-li la veta—. Però el que va descobrir no li va agradar. La física clàssica assumeix que l’electró del material escalfat irradia energia quan vibra. L’energia, segons els antecessors de Planck, es perdia de forma contínua: de la mateixa manera que quan un nen es gronxa es va frenant poc a poc amb el fregament de l’aire, fins a aturar-se totalment —miro de reüll en Francesc per veure si em segueix—, Planck es va escandalitzar en comprovar que els electrons se salten les normes clàssiques, ja que, en comptes d’irradiar o perdre energia amb suavitat, ho fan en petits paquets indivisibles d’energia que ell va anomenar quàntums. Aquests paquets o quàntums estan determinats per l’anomenada constant de Planck o h. Per entendre’ns, es com si el nen que es gronxa s’anés frenant a base de petites estrebades.

—És estrany… Si la naturalesa es comporta com dius, per què quan els nens es gronxen no els veiem fent salts?

—En realitat sí que en fan, però aquests salts d’energia són tan petits que l’ull humà els percep com un moviment continu.

—Ser el pare de la física quàntica no em sembla una cosa de què penedir-se. Per què dius que es va escandalitzar i que va fer aquest descobriment «a desgrat d’ell mateix»?

—Planck era la típica persona que sempre seguia les normes, i el violentava esbrinar que el món quàntic no funciona d’aquesta manera. Si hagués pogut, hauria posat una multa a aquests electrons tan descarats per contraban de paquets d’energia i violació de les lleis de Newton. Ell mateix posava en dubte que els quàntums d’energia existissin realment, i s’escudava dient que podien ser un simple artefacte matemàtic. D’aquesta manera, la revolució quàntica va arribar gairebé demanant disculpes.

L’ÚLTIMA MATRIOIXCA

A la cafeteria de l’hotel hi ha uns aparadors plens a vessar de tota mena de menges, amb receptes belgues i pastissos típics del lloc. Ens posem a la cua amb la intenció d’omplir-nos els plats.

Reconec immediatament la persona que tenim just al davant: el premi Nobel Murray Gell-Mann.

Reacciono trepitjant dissimuladament el peu del meu acompanyant, tot fent un moviment subtil de cap. Sempre penso que tothom serà capaç de reconèixer sense problemes un premi Nobel de Física.

Potser per l’emoció, la puntada de peu ha estat més enèrgica del que hauria volgut. En Francesc ha fet un bot i ha vessat una mica d’aigua amb gas damunt la jaqueta de Gell-Mann.

Quin desastre.

Per fortuna, Gell-Mann és, en persona, tan amable com a les seves conferències. Ens dedica un somriure infantil emmarcat en un rostre solcat per l’edat, mentre nosaltres ens disculpem.

—Però, que no l’has reconegut? —pregunto a en Francesc després de seure en una taula a tocar dels finestrals.

—Aquell vell tan simpàtic? No sé pas qui és.

—Doncs és Murray Gell-Mann, premi Nobel per les seves teories sobre física de partícules. Va ser ell qui va posar nom als quarks, constituents fonamentals de la matèria.

—Ah, sí, els karts, és clar… Tinc un amic que perd el món de vista per conduir-ne —fa broma en Francesc tot picant-me l’ullet.

—Això que sembla tan sòlid —continuo, picant amb força contra la taula—, sabem que està format per àtoms. Cada àtom té un nucli amb electrons que orbiten al seu voltant. No obstant això, si ens endinsem en el nucli, descobrim que està format per unes altres partícules més petites anomenades neutrons i protons. Però els científics es van endinsar encara més en l’aventura de comprendre la matèria, i van descobrir que aquests protons i neutrons estan formats, al seu torn, per unes partícules més petites, anomenades quarks.

—I aquests quarks són el que va descobrir aquest ancià venerable al qual hem estat a punt de dutxar amb aigua amb gas —afegeix en Francesc mentre mira dissimuladament cap a la taula on s’ha assegut el premi Nobel.

—Exacte! I tota la matèria que veus al teu voltant està composta fonamentalment per quarks i electrons.

—I com saps que no hi ha res més enllà dels quarks? Vull dir que m’imagino els àtoms com aquelles nines russes, les matrioixques. Cada vegada que n’obres una, en treus una altra de dins fins que arribes a la més petita. Però si cada vegada que indaguem la matèria trobem partícules més petites… com sabem que el quark és l’última matrioixca?

—No ho sabem —li responc—, però de moment és fins on hem aconseguit arribar.

En aquest punt, en Francesc dibuixa distretament un àtom al tovalló de paper.

—Aquesta és la visió que tenim d’un àtom, oi? —proposo amb la meva explicació—. Però en realitat aquesta il·lustració no està pas feta a escala. Imaginem que el nucli de l’àtom té la mida d’una pilota de ping-pong. Si la col·loquéssim al centre d’un gran estadi de futbol, l’electró seria més petit que la punta d’una agulla i giraria al voltant de l’última graderia. Tota la resta de coses que formen part de l’àtom, les porteries, els seients, la gespa, etcètera… estarien totalment buides.^[2]

—És a dir, que a la matèria hi ha més forats que no pas formatge.

—I tant! Cada àtom és buit en un 99,99999999999%.

—Costa d’imaginar.

—Ja ho sé, però ara imagina que poguéssim agrupar tots els àtoms que formen la humanitat, els de tots i cadascun dels éssers humans que habitem el planeta. Si ajuntéssim les partícules que formen aquests àtoms, traient l’espai buit que hi ha entremig, tota l’espècie humana cabria en un simple terròs de sucre.

—Increïble! Però dolç. De fet, Buda ja deia que tot és buit, i al Daodejing hi ha un poema molt bonic sobre la importància del buit. A veure si me’n recordo…

—Impossible explicar-ho millor. De fet, el buit quàntic s’assembla més aviat a una olla de pressió, on hi ha tot i no-res alhora, ja que en pot sorgir qualsevol cosa. Però d’això ja en parlarem més endavant.

—M’has deixat de pedra —reconeix en Francesc—. Miro al meu voltant i em sembla increïble que tot això que sembla tan sòlid sigui pràcticament un espai buit… Com és possible que els sentits ens enganyin tant?

—Ai, amic meu… Realment creus allò que veus? No serà més aviat que «veus allò que creus»? Recordo un text curiós que em van enviar una vegada per correu electrònic. Em va fer molta gràcia. És un joc molt fàcil: només has de comptar el nombre d’efes que apareixen en aquest text.

Escric una frase en un tovalló i l’hi ensenyo:

—Compto fins a tres efes —diu en Francesc, convençut.

—Les mateixes que jo el primer cop… Però torna-ho a provar, i ara no et saltis la paraula of. Veuràs que no hi ha tres efes, sinó sis.

—És veritat! Com és possible?

En Francesc es mira el meu plat, que gairebé està intacte. Amb tanta xerrameca, m’he oblidat d’esmorzar.

—Fes una mica de cas al menjar —em diu—. No et queda gaire temps abans de la primera xerrada del congrés. A més, ja no cal que t’amoïnis per les calories. Al cap i a la fi, segons el que m’has explicat, més del 99% d’aquest entrepà és buit.

Mentre m’acabo ràpidament el que em queda al plat, m’adono que en Francesc està absort en les seves pròpies reflexions.

—Pagaria per saber el que penses.

—Ara mateix em ronden dues coses pel cap —diu molt seriós—. La primera és que potser el banc m’abaixarà la hipoteca. Si els explico que en realitat el meu pis és pràcticament un espai buit, potser fins i tot la podria liquidar automàticament. D’altra banda… si la cadira en la qual estic assegut gairebé és buida, per què no caic a terra? No l’hauria de travessar? Hauria de poder fer com Kitty Pryde dels X-Men, que travessa les parets.

—Les forces s’encarreguen d’impossibilitar aquesta proesa. Has apuntat a les teves notes quines són les forces que coneixem avui en dia?

—Crec que són quatre —contesta, feliç de poder demostrar que ha aprofitat la lliçó—: la força gravitatòria, l’electromagnètica, la força nuclear forta i la nuclear feble.^[4]

—Excel·lent, Francesc! La força que coneixem de fa més temps és la de la gravetat. Podem pensar que és la més poderosa, ja que és la responsable que els planetes girin al voltant del Sol, que es trenqui un plat quan cau a terra… fins i tot sentim el seu efecte quan ens llevem morts de son cada matí.

—En puc donar fe —reafirma en Francesc—, la gravitatòria és la força més poderosa…

—Pots pujar aquest tamboret damunt la taula? —el desafio, tot assenyalant el seient que tenim al costat.

En Francesc, obedient, no s’ho pensa dues vegades i, amb una sola mà, participa amb èxit en l’experiment.

—Acabes de demostrar —dic amb satisfacció— que ets capaç de superar fàcilment, només amb els teus músculs, la força que tota la Terra fa per atraure aquest tamboret.

—Això només demostra que sóc més fort del que sembla —fa broma.

Com un mag que es prepara per al truc final, ha arribat el moment de treure el parell d’imants que guardo a la motxilla. Amb un moviment ràpid, en col·loco un damunt d’una cullereta metàl·lica de cafè, i l’alço de la taula.

—Has jugat alguna vegada amb un imant? Com pots veure, aquests petits imants també són capaços de vèncer la força gravitatòria. Transmeten una força que es diu electromagnètica, la mateixa que contenen els rajos i l’electricitat. És milions de vegades més forta que la gravitatòria. Ara imagina que pugem al terrat de l’hotel i saltem al jardí. Què passaria?

—Que ens trencaríem la cama, com a mínim.

—Si ho analitzem amb més detall, la força gravitatòria ens atrauria cap al pati, però, com bé dius, ens donaríem una bona trompada. No travessaríem els àtoms del terra a fins a arribar al centre de la Terra, però.

—No sé què seria pitjor…

—Els àtoms del terra tenen càrregues elèctriques negatives a la capa externa que toparan amb les càrregues negatives del nostre cos. Em segueixes? —El meu company assenteix, no gaire convençut—. I ara, digue’m: què passa quan ajuntes dues càrregues elèctriques del mateix signe, negatives en aquest cas?

—Que es repel·leixen.

—Efectivament, i precisament es repel·leixen amb tanta força, que un bocí del sòl aconsegueix resistir la força que fa tota la Terra per atraure’t cap al centre. És per això que el terra ens aturarà.

—Entesos —diu ell, molt seriós—. És per això que ara mateix no travesso la cadira on estic assegut.

—Elemental, estimat Watson! Les càrregues negatives de la cadira repel·leixen les del teu cos i fan que tinguis la sensació que realment estàs assegut i toques la superfície de fusta.

—Vols dir que el meu cul no toca la cadira?

—Una vegada més, els sentits t’enganyen. No estàs assegut, sinó que levites damunt la cadira a una alçada aproximada d’un àngstrom.^[5]

—La veritat és que costa de creure…

—No has provat mai d’ajuntar dos imants per les cares que tenen la mateixa polaritat? Intenta-ho ara. —L’animo que ho faci amb el parell d’imants que tenim damunt la taula—. Fixa’t. Oi que a mesura que els apropes cada cop costa més ajuntar-los? Ara tanca els ulls i repeteix el mateix moviment, però lentament.

Quan en Francesc ha col·locat prou a prop els imants, li pregunto:

—No tens la sensació que ja estan en contacte?

—Sí que ho sembla, és com si hi hagués una superfície esponjosa…

—Però si obres els ulls, comprovaràs que en realitat encara queda entre ells un petit espai. La força electromagnètica és la responsable d’aquesta sensació… que és la mateixa que experimentes quan estàs assegut.

De sobte m’alço i li planto un petó sonor a la galta.

—Si som fidels a la física, podem dir que això no ha estat un petó, perquè els àtoms dels meus llavis ni tan sols han fregat els de la teva galta.

—És que jo sóc de lletres…

Tots dos ens posem a riure.

—A veure, vosaltres heu vingut a treballar o a divertir-vos?

Qui ens interromp és l’Antonio, un vell amic que ha centrat les seves investigacions en el camp de la informació quàntica i treballa als Estats Units.

Després de fondre’ns en una forta abraçada, faig les presentacions pertinents.

—La primera xerrada comença d’aquí a cinc minuts —m’informa l’Antonio—. Véns?

—No et preocupis per mi —afegeix en Francesc—. Vull anar al Museu Hergé per veure de prop el coet d’en Tintín. Ens veurem a l’hora de sopar!

DÉU NO JUGA A DAUS

Quan l’Antonio i jo arribem al menjador de l’hotel, en Francesc ja ens espera a la taula que ha reservat prèviament.

—Com ha anat la visita al museu? —li pregunta el meu amic físic.

—Molt bé. I les vostres conferències?

L’Antonio resumeix el que s’ha discutit durant les diferents xerrades, però fa servir un argot tan tècnic que aconsegueix que en Francesc posi cara d’acudit.

—Ostres… para o me’n vaig a l’habitació sense sopar —suplica—. I això que us he reservat una taula especial.

—Especial? —pregunto.

—Sí, senyors —diu, i assenyala la paret—. Contempleu aquest quadre, amb la fotografia de la Conferència Solvay de l’any 1927. Ho posa al marc. Aquí sí que hi reconec Einstein, i ja no el veig pas tan jove…

—Probablement aquesta deu ser la conferència més famosa de totes les que van tenir lloc aquí —diu l’Antonio.

—Has escollit la millor taula —felicito el meu amic—. Devia ser emocionant assistir a aquella reunió. Pensa-hi: dels vint-i-nou que surten a la foto, disset van guanyar el premi Nobel, sense comptar que Marie Curie el va guanyar en dues disciplines diferents: un de Física i un altre de Química.

Fotografia de Benjamin Couprie

—Quina passada! —exclama en Francesc amb admiració.

—Un bon exemple per a les dones científiques —reconec.

—Encara em sorprèn —afegeix l’Antonio— que aquests gegants de la física coincidissin en el mateix temps i el mateix espai. És com si Aristòtil, Eratòstenes, Kepler, Galileu, Newton, Maxwell, Kelvin i altres grans de la física clàssica es reunissin a la mateixa habitació perquè els fessin una foto.

Tots tres quedem uns instants en silenci, observant aquella instantània de la història de la ciència. Un grup de científics que en un lapse molt curt de temps van canviar dràsticament la visió que tenim del món on vivim.

—Recordes, Francesc, els grans postulats de la física clàssica? —li pregunto, interrompent les seves reflexions.

Ell consulta ràpidament els apunts a la llibreta Moleskine:

—Sí, ho tinc aquí. El primer era que l’univers es comporta com una gran màquina en un espai i un temps absolut. El segon: l’univers és determinista. Tot té una causa i un efecte. Tercer: l’energia s’explica mitjançant dos models físics diferents, o bé partícules o bé ones. I finalment, el quart i joia de la corona de la ciència: l’objectivitat.

En Francesc acaba de llegir i tanca, orgullós, el quadern.

—Precisament —afegeixo—, en aquesta reunió d’octubre de 1927, aquests científics van fer trontollar els quatre principis clàssics, l’un rere l’altre.

—M’agradaria poder viatjar en el temps per ser-ne testimoni —sospira l’Antonio.

Per sota la taula, clavo una puntada de peu a en Francesc perquè sospito que està a punt de parlar massa…

—Compte, que això de la màquina és top secret! —xiuxiuejo sense que l’Antonio s’adoni de res.

—L’anècdota més coneguda d’aquesta reunió —prossegueix el nostre amic, ignorant el nostre intercanvi— va ser la discussió entre Einstein i Bohr sobre la física quàntica. Va ser aleshores quan Einstein va disparar la famosa frase «Déu no juga a daus», a la qual cosa Bohr va contestar: «Einstein, no digui a Déu el que ha de fer».

—Sempre m’he preguntat a què feia referència l’Albert amb aquesta frase —intervé en Francesc.

—A Einstein no li agradava el rumb que estava prenent la nova teoria —explica l’Antonio—. El decebia que es treballés sobre probabilitats estadístiques, en comptes de basar-se en el principi de causa i efecte.

—No sé què vols dir…

—Segons la mecànica quàntica, les partícules individuals actuen «a rampells». Duen a terme salts quàntics que mai serem capaços d’anticipar. Només podem calcular probabilitats sobre quan i com ho faran. —Faig una pausa mentre el cambrer ens serveix l’àpat—. A Einstein no li satisfeia que la teoria només descrigués les possibilitats, i no la cosa en si mateixa. Deia que li agradava pensar que la lluna continuava al seu lloc quan ell deixava de mirar-la. En una carta, va descriure aquesta insatisfacció amb les paraules següents: «Em resultaria intolerable la idea que un electró exposat a la radiació pugui escollir el moment i la direcció del salt en un rampell. Si això fos així, m’hauria estimat més ser sabater, o fins i tot empleat d’un casino, abans que no pas físic». D’aquesta manera, Einstein va passar de profeta a heretge de la teoria quàntica.^[6] Va morir convençut que la física quàntica no era l’última resposta.^[7]

—I jo em moriré de fam si no sopem d’una vegada! —ens interromp l’Antonio, mentre torna a omplir les copes de vi—. El vostre avió de tornada a Barcelona no surt fins a mig matí, oi?

En Francesc i jo assentim.

—Aleshores, aquesta nit us portaré de festa per Brussel·les. Conec uns bars perfectes per escoltar música i prendre unes cerveses. No vull que en Francesc es pensi que els congressos de físics són un avorriment mortal!

—Ens hi apuntem!

Tanquem el tracte amb un brindis sota les atentes mirades dels 29 de Solvay.