Entrevista a Carlo Rovelli

«La ciència enriqueix la nostra manera d'entendre la realitat»

Professor de Física Teòrica de la Universitat Aix-Marsella

Quina relació hi ha entre les paradoxes de Zenó i la gravetat quàntica de llaços? La resposta ens la dóna Carlo Rovelli, una de les figures més destacades de la ciència actual. Aquest físic teòric, que dirigeix el grup de gravetat quàntica del Centre de Física Teòrica de la Universitat Aix-Marsella, ha destacat per les seves contribucions a la gravetat quàntica de llaços, una teoria que vol sintetitzar la relativitat i la física quàntica evitant les contradiccions existents entre aquestes matèries. Segons aquesta proposta teòrica, l’espai l’hem d’entendre de manera granular. Com a conseqüència, no es pot dividir infinitament i, per tant, Aquil·les no es veuria abocat a precipitar-se en l’infinit en voler guanyar la cursa.

Carlo Rovelli també despunta com a divulgador. Recentment s’han traduït dos llibres seus. Un és Set lliçons breus de física (Anagrama, 2016), un text esplèndid i suggeridor, que s’ha convertit en un gran èxit de vendes a Itàlia. Amb poques pinzellades, el professor Rovelli fa un repàs per la física del segle xx i els problemes que han fet necessari cercar una nova teoria. Escrit amb mestratge i fent gala d’una poderosa capacitat de síntesi, el físic va directe al moll de l’ós i ens mostra la visió del món que hi ha darrere de cada teoria, ens explica quina és la seva idea de ciència i comparteix amb els lectors quina és l’actitud que ha de prendre un científic davant del coneixement. El llibre no deixa de ser un tast fugaç; si algú vol aprofundir més, pot endinsar-se aleshores en la lectura de La realidad no es lo que parece (Tusquets, 2015), més llarg i dens, però igualment ben escrit, i fet amb el mateix criteri de no estar dirigit exclusivament a especialistes. Són dos llibres agermanats –amb alguns fragments calcats– que mostren al lector el camí intel·lectual que ha conduït aquest físic teòric a dedicar la seva vida a una teoria encara mancada de suport empíric.

Carlo Rovelli pensa que les idees científiques ofereixen una imatge del món que ajuda a fer que l’entenguem millor i que, a més, contribueix a fer que la realitat sigui més interessant. El plantejament de Rovelli és una rebel·lió contra la multitud de físics que s’escuden en màximes com «shut up and calculate!» (“calla i calcula!”) –una expressió popularitzada pel físic David Mermin– per riure’s de tots aquells que perden el temps pensant i reflexionant sobre la realitat que hi ha darrere les teories en lloc d’anar per feina i dedicar-se exclusivament a resoldre trencaclosques matemàtics. Lluny d’aquesta visió tancada i funcionarial de la ciència, Rovelli ens explica que abans que matemàtiques, la ciència és un ventall d’intuïcions. Per aquest motiu té sentit que existeixi un llibre com el seu, dedicat a l’exposició d’aquestes visions de la realitat que bateguen per sota de les teories. També ens explica que la ciència és sobretot debat i reflexió. Si una cosa caracteritza el científic per sobre de tot és el dubte.

Tinc ocasió d’entrevistar Rovelli a començament de març, en una visita fugaç que ha fet a Barcelona per presentar la traducció catalana i castellana de Set lliçons breus de física. Ens trobem a l’Institut Italià de Barcelona.

34-89Sovint s’afirma que la ciència no és més que una aproximació reduccionista a la realitat. Es relaciona la ciència amb la utilitat i amb el profit econòmic.
Penso que aquesta és una visió errònia. La ciència, és clar, té un vessant utilitari. Pot arribar a ser molt pràctica. Però és molt més que això. La ciència sorgeix d’un esforç general per entendre el món, una voluntat de proveir-nos d’imatges del món. Aquesta és una de les principals idees que defenso al meu llibre [Set lliçons breus de física].

També es considera sovint que la ciència és un discurs aliè a la cultura. 
No crec que la separació entre el coneixement científic i el coneixement literari i filosòfic sigui bona. És negatiu tant per als uns com per als altres. La literatura i la filosofia volen proporcionar una imatge global del món. Com que les contribucions científiques també afecten profundament i en tot moment aquesta visió, no haurien de deixar-se de banda. La separació, en tot cas, ha estat recent. En el passat, els científics paraven més atenció a tot allò que es deia en els camps de la filosofia i la literatura. I el mateix passava a l’inrevés. Qualsevol que estigués escrivint obres de teatre o novel·les, com Shakespeare o Dostoievski, coneixia la ciència del seu temps.

Això vol dir que hauríem d’estar familiaritzats per igual amb les obres literàries i artístiques més rellevants, i també amb les teories científiques més fonamentals.  
La ciència i l’art són diferents, ja que tenen fins diferents. Però són formes i expressions del coneixement del món. Jo crec que cal conèixer ambdues. Jo mateix no sóc artista, però escolto música, miro art figuratiu, llegeixo novel·les. Crec que aquests tipus d’activitats són essencials per augmentar la nostra comprensió del món. De la mateixa manera, la ciència és essencial.

Malgrat que la ciència s’expressa amb un formalisme matemàtic basat exclusivament en la raó, vostè insisteix en el seu llibre a relacionar-la sobretot amb les emocions.
La ciència té molt a veure amb la passió. Quan es fa ciència s’està embolcallat en tot moment per emocions. La raó és el que permet comprovar si un no s’ha equivocat quan s’ha deixat endur per les emocions. La raó és un mitjà, no és l’objectiu. Sense la raó estaríem perduts. Però allò que motiva a fer ciència, i el que empeny el científic a continuar investigant, són les emocions i els valors.

En el llibre Set lliçons breus de física diu que la visió quotidiana de la realitat és descolorida. Hem de concloure, aleshores, que la ciència pot acolorir-la?
El món és molt més complicat que no sembla a primera vista. Una pedra, per exemple, pot semblar una cosa molt avorrida, és matèria inert. Però des del punt de vista d’un científic és un objecte extremadament ric i interessant. Està format per àtoms i molècules, i cal tenir en compte per exemple els camps quàntics. Una pedra fins i tot ens pot ajudar a revelar la història del planeta. Ens obre un món en si mateix. La ciència no dóna una imatge més estreta de la realitat, ans al contrari, ens l’amplia i enriqueix, i mostra més nivells d’aquesta realitat.

En un retrat de Newton que va pintar William Blake, es veu el científic, nu, escrivint unes fórmules, assegut sobre una pedra a la qual dóna l’esquena. El pintor es va esforçar per plasmar totes les rugositats de la pedra, mentre que les fórmules matemàtiques s’expressen en un esquematisme granític. Blake sembla voler-nos dir que la ciència prescindeix de tots els matisos i d’allò que fa que la realitat sigui interessant.
Efectivament, i és una concepció errònia. Les matemàtiques són un llenguatge, com el llenguatge musical. Els punts en un paper esdevenen, per als músics, música fantàstica.

35-89En el seu llibre insisteix a dir que els científics arriben a proposar prediccions esbojarrades, però que en molts casos s’acaben confirmant.

La confirmació és una de les característiques de la cièn­cia. Es poden plantejar idees molt salvatges, però hi ha un filtre [l’experimentació] que permet descartar les idees dolentes i quedar-nos només amb les bones. Aquesta és l’eina clau de la ciència, i el que la distingeix d’altres discursos. Encara que es poden intentar establir criteris per decidir si una novel·la és bona o dolenta, és una tasca que resulta molt més complicada. En literatura o art no hi ha «proves dures», mentre que la ciència sí que les pot aconseguir. La tragèdia de la ciència és que hi ha teories molt maques que al final s’han de rebutjar perquè els experiments obliguen a fer-ho. L’experiment és allò que ens diu si al final tot plegat no era més que el fruit de la imaginació. Quan jo era estudiant, hi havia una teoria, amb el nom tècnic de SU (5), de la qual es va extreure una predicció molt específica sobre la desintegració del protó. Es van construir màquines molt grans per comprovar aquesta predicció, però el resultat va ser negatiu. A la naturalesa no sempre li agrada comportar-se de la manera com ens agradaria que ho fes.

Aquest seria com un vessant tràgic de la ciència, l’ombra de l’activitat científica. 
Exacte. Però no hem d’oblidar que també té la seva cara fantàstica, quan s’aconsegueix confirmar una idea predita temps enrere, i es fa en els termes exactes.

Un dels aspectes centrals del seu llibre és la contradicció existent entre la física quàntica i la relativitat, com si fossin incompatibles.
Bé, jo no crec que siguin impossibles de compatibilitzar, simplement el que passa és que fins ara no ho hem aconseguit. Aquestes dues teories han aparegut durant el segle xx. La relativitat ens diu que l’espai en si mateix es pot corbar. La mecànica quàntica, per l’altra banda, ens explica que tot és discret, hi ha salts quàntics i l’energia es distribueix en paquets. Cadascuna de les dues teories ignora l’altra. En el món quàntic, tot és pla i formant grànuls. En el món relativista, l’espai és un continu infinitament divisible que es pot corbar. El que pretenem és unir ambdues teories.

36-89La  teoria de la gravetat quàntica de llaços es basa en una intuïció molt bàsica, segons la qual l’espai està quantificat. Com hem d’entendre aquesta idea?
Cal imaginar-ho de manera literal. Imagina que l’espai és com petits punts, com grans de sorra. Aquests àtoms d’espai no es poden dividir. Tampoc hem de pensar que aquests grans es troben en un espai més gran, sinó que ells mateixos són els que creen l’espai. Aquesta és la intuïció al voltant de la qual estem tractant de construir el formalisme matemàtic.

Quan s’aplica a l’univers, la gravetat quàntica de llaços té unes conseqüències sorprenents. 
Resulta útil per a entendre l’univers quan s’aplica sobretot en dos dominis. Un d’ells és el Big Bang. Sembla que la teoria ens pot dir allò que va passar abans del Big Bang. L’univers es va contraure, i després va arribar a un punt en el qual ja no va poder fer-ho més perquè intervingueren fenòmens quàntics, i aleshores es va expandir. Hi ha molta gent estudiant aquests processos, també a Espanya, i l’esperança és que, estudiant el fons còsmic de microones, es podran captar les petjades d’aquests fenòmens quàntics que degueren produir-se en l’inici de l’univers. L’altre camp són els forats negres, estels que col·lapsen. No sabem el que passa al seu centre. Creiem que tota la matèria cau allà, però ha d’arribar un moment en el qual hauria d’explotar. En l’actualitat estudiem la manera de comprovar com es poden captar aquestes explosions.

Hi ha molta expectació entorn de les anomenades ràfegues ràpides de radi [fast radio burst] descobertes recentment. No se sap el que són, i el seu origen és desconegut, però vostè sospita que podrien estar relacionades amb aquestes explosions en els forats negres.
Sí, efectivament. Tothom està molt entusiasmat amb aquestes ràfegues ràpides de radi. I hi ha diverses possibilitats per aclarir-ne l’origen.

Al seu llibre afirma que la realitat és interacció. Com ens obliga a modificar la nostra visió de la realitat aquesta afirmació? Hem de concloure que no hi ha una realitat substancial?
Això és el que a mi em sembla. La ciència cada cop s’acosta més a considerar que la realitat no és altra cosa que interacció. Aquesta idea és més fàcil d’entendre si parlem d’objectes complicats. Per exemple, l’existència d’animals com els lleons només es pot entendre perquè hi ha gaseles. Si ens volem entendre millor a nosaltres mateixos, hem de considerar que no estem isolats, sinó que vivim en relació, som éssers socials. En el camp de la física fonamental passa el mateix. Les partícules elementals s’entenen millor per la manera com interaccio­nen amb d’altres partícules. La idea de substància, segons la qual hi ha una realitat sobre la qual reposen les característiques dels objectes, és errònia. Cal oblidar la substància, el substratum. També ens hem d’oblidar de la matèria, i quedar-nos només amb les interaccions.

Hem de deixar de considerar la noció de matèria com a concepte científic?

La matèria és un concepte útil, però no és fonamental. Si es pensa en el que entenem per matèria des de la ciència, ens trobem per exemple amb vibracions. La matèria no fa referència a cap aspecte fonamental. Pensem en la matèria quan agafem per exemple una pedra, però la ciència ens mostra que la realitat és diferent a com ens pensàvem que era.

Afirma que el temps tampoc és una noció fonamental.
Hi ha molts aspectes del món que no són fonamentals, però que ens funcionen. És com la idea d’amunt i avall. Les coses cauen, i jo no puc caminar pel sostre. Però aquesta direcció no és un aspecte que es trobi en l’univers. Amb el temps passa el mateix: vivim en el temps i per nosaltres el temps és una noció molt important, però això ens passa perquè no som éssers microscòpics, sinó que vivim en una situació particular de l’univers, per exemple amb una temperatura determinada. Per a la nostra vida quotidiana no representa cap canvi afirmar que el temps no és fonamental. Però sí que cal tenir-lo present quan estudiem forats negres o el Big Bang. En aquests casos cal deixar de pensar que hi ha un temps únic.

Mentre que vostè afirma que el temps no és fonamental, Lee Smolin, un altre físic que ha fet importants contribucions a la gravetat quàntica de llaços, exposa en els seus darrers llibres justament la visió contrària, és a dir, que el temps és una de les nocions més fonamentals. Tenen dos punts de vista tan diferents que sembla que no visquin en el mateix univers. I malgrat això, ambdós donen suport a la mateixa teoria. Com hem d’entendre això?

Abans de tot vull puntualitzar que Lee Smolin és el meu millor amic dins del món científic. És remar­cable que en ciència es poden tenir idees molt diferents i al mateix temps treballar junts i ser amics. Ningú no pot estar segur sobre aquests temes, i per això la discussió està oberta. La teoria no està completa, no està acabada ni està clara. Estem intentant comprendre-la i contrastar-la. En aquest procés, el debat és essencial. La ciència no consisteix a donar les coses per sabudes, sinó a dialogar. No es tracta de voler tenir raó, sinó d’intercanviar idees. La discussió és una part crucial de la ciència. Els millors moments en la vida d’un científic és quan hi ha moltes discussions i debats. És així com les coses s’aclareixen.

La discussió sobre nocions fonamentals com les d’espai i temps sembla més pròpia de filòsofs que de científics. 
És un procés similar. Després que Newton elaborés la seva teoria de la gravitació universal, va escriure una carta on afirmava que li semblava absurd que dos cossos es poguessin atreure sense que hi hagués res entremig. Ell mateix estava discutint amb si mateix sobre les limitacions de la seva teoria.

Sembla que la filosofia es troba en el dia a dia de la ciència.
Sí, i així hauria de ser.

38-89Vostè té una aproximació al passat i a la història de les idees molt diferent a la de molts científics que es dediquen a la divulgació. Quan s’atansen al passat, sembla que ho facin amb prepotència i amb voluntat de fer palesa la seva superioritat. Vostè defensa una aproximació molt diferent. Fins i tot pensa que en el passat es troben idees que poden ajudar a entendre millor la gravetat quàntica de llaços.
Per descomptat ara sabem més que abans. Però és fantàstic tot el que van arribar a fer i escriure alguns d’aquests pensadors. I són tan importants les idees com els processos que els hi van portar. No eren pas rucs, eren molt intel·ligents. Per tot això és important que els científics coneguin la història de les idees, és essencial.

Per vostè les matemàtiques són una eina o bé fan referència a quelcom real? 
Jo crec que són una eina, no crec que es refereixin a cap realitat.

Em podria dir quina és la seva millor idea?
No ho sé… Jo diria que la millor idea sempre és la darrera. Un científic sempre té moltes idees. Només algunes, poques, sobreviuen. I totes elles provenen de la confusió.

La confusió es troba en l’arrel de la creativitat?
I tant. Sense passar per un estat de confusió no arribaríem mai a tenir cap idea nova. I la vida del científic és una frustració llarga, ja que la gran part del temps no funciona res del que un ha pensat.

S’imagina que pugui arribar el dia en què les màquines facin la seva feina? 
Això no passarà a curt temps, i tampoc crec que ho veiem al llarg de la nostra vida. A llarg termini no ho sé pas. Les màquines poden arribar a ser molt poderoses, però no són com nosaltres, són molt diferents. Això no vol dir que no sigui intrínsecament possible de construir una màquina que pensi com els humans, però de moment les màquines superintel·ligents poden arribar a ser, al mateix temps i en molts aspectes, superestúpides.

Roger Corcho. Periodista, Barcelona.

La comprensió profunda del món

37-89Carlo Rovelli (Verona, 1956) és un físic teòric italià que ha dedicat bona part de la seva carrera com a investigador a l’estudi de la gravetat quàntica de llaços, una teoria que competeix amb la teoria de cordes per donar compte de la realitat més fonamental. En aquest llibre, s’expliquen les característiques d’una teoria que es fonamenta en una idea senzilla, però poderosa: l’espai no és infinitament divisible, sinó que està atomitzat, formant grànuls en interacció. El temps tampoc faria referència a cap realitat fonamental, sinó que cal entendre’l com una propietat emergent i secundària en l’univers.

Abans que de les matemàtiques, l’autor està convençut que la ciència neix d’intuïcions que inauguren una nova manera de veure el món, com les que acompanyen la teoria que ell mateix abona. Això vol dir que les idees de la física es poden exposar sense haver de recórrer el sender matemàtic, un peatge abstracte i altament especialitzat que manté allunyat bona part del públic de les darreres aportacions de la física teòrica. Rovelli excel·leix en l’exposició d’aquestes intuïcions: el seu discurs, sovint brillant i sempre clar, manifesta una sorprenent capacitat de síntesi.

El llibre s’inicia amb un repàs per alguns dels episodis més destacats de la història del pensament filosòfic i científic amb la intenció d’identificar les reflexions que poden contribuir a fer més entenedores les idees de la física actual. És un plantejament que de manera implícita aconsegueix mostrar que la teoria de la gravetat quàntica de llaços és coherent amb la nostra tradició intel·lectual i dóna resposta a algunes de les qüestions que s’hi plantegen. Aquest recorregut desemboca en la relativitat i la física quàntica, dues teories que, malgrat els seus èxits, són incompatibles. Aquest és el principal problema que ha empès Rovelli i tants d’altres físics a dedicar la seva vida a cercar una síntesi que resolgui les contradiccions.

A part d’exposar en detall en què consisteix la gravetat quàntica de llaços, l’autor analitza les conseqüències de la teo-ria en aplicar-la a l’univers. Els físics saben que la relativitat dóna uns valors infinits en l’instant inicial, un símptoma que mostra que la teoria ha deixat de funcionar. La gravetat quàntica de llaços, en canvi, diu que quan es tenen en compte els fenòmens quàntics, l’univers no es pot fer infinitament petit; i la teoria revela que l’univers s’hauria estat contraient abans de expandir-se; és a dir, en lloc d’un Big Bang seria més apro-piat parlar d’una mena de rebot o big bounce. En el fons còsmic de microones, els investigadors estan cercant actualment indicis d’aquests fenòmens quàntics. També estan convençuts que l’estudi dels forats negres podria proporcionar alguna evidència empírica que donés suport a la teoria.

Aquest llibre és moltes coses alhora: una reflexió sobre la naturalesa de l’espai i el temps, una introducció a la gravetat quàntica de llaços, i també una història breu del pensament, amb incursions en la filosofia de la ciència. Una de les principals lliçons del llibre, a què fa referència el títol, és que la ciència revela una comprensió del món molt més profunda, rica i bella que la que puguem adquirir en la vida quotidiana. I, sobretot, ens ensenya que l’aventura científica en la qual s’endinsa el físic teòric acostuma a ser arriscada: si la gravetat quàntica de llaços romangués sense que es confirmin les prediccions (o sense que es puguin contrastar), els investigadors l’aniran abandonant, malgrat tot l’esforç. Tota teoria científica pendula, d’un fil molt fi, entre la tragèdia i la glòria. S’ha trigat dècades a aixecar aquest edifici teòric i ara tot just s’estan començant a plantejar possibles maneres per donar la paraula als experiments i les observacions que podrien ensorrar-la, o bé que sigui considerada com la teoria fonamental.

© Mètode 2016 - 89. Els secrets del cervell - Primavera 2016

Periodista, Barcelona.