«Lo opuesto de una formulación correcta es una formulación falsa. Lo opuesto de una verdad profunda puede ser muy bien otra verdad profunda» (Niels Bohr)

Quiero comenzar este escrito comentando que esto no pretende ser una disertación sobre la mecánica cuántica, ni más faltaba, tampoco un ensayo prodigio sobre los principios fundamentales de la naturaleza. Más bien lo que se pretende es trasmitir a aquellos lectores iniciados en las ciencias una reflexión de corte conceptual sobre lo que es grande y pequeño, claro desde una concepción científica.

Debo reconocer que en principio tratar un tema aparentemente escueto y baladí, no es demasiado motivador y sin embargo, las ideas que subyacen en esta reflexión han sido tópicos en las discusiones de grandes científicos, en general de la comunidad científica, y por tanto dignos de mención y meditación.

Lo que tampoco se propone este ensayo es pertenecer a los anales de la física o la química, mucho menos hacer un constructo histórico sobre autores que han hablado al respecto,  sino más bien mostrar conceptos hasta cierto punto polémicos para la gente no instruida, y filosóficos o divertidos para lectores especializados.

Comencemos por nosotros mismos. Para nadie es un secreto que existen criaturas mucho más grandes que nosotros los homo sapiens, por ejemplo, una jirafa o una ballena. Pues bien, en esta primera comparación ya tenemos una fijación, el hombre es pequeño comparado con la jirafa o la ballena, y estos últimos grandes con respecto al ser humano. Pero, ¿podremos concluir categóricamente que el hombre es pequeño? Bueno hagamos otra comparación. Si observo una hormiga y la comparo con el homo sapiens resultara de la comparación que el hombre es grande y la hormiga pequeña. Entonces llegamos a una aparente paradoja, ¿el hombre es grande o pequeño? Puesto que desde un punto de vista lógico-formal repugna que el hombre sea y no sea al mismo tiempo, es decir, ser pequeño es no ser grande, luego no tiene sentido asumirse grande y no grande al mismo tiempo.

Parce que existe una contradicción, pero veremos cómo va tomando un poco más de sentido nuestra discusión o por lo menos un poco más de lógica. Si nos permitimos hacer ese tipo de comparaciones a gran escala, resultarán algunos escenarios bastante sorprendentes.

Por ejemplo la tierra es pequeña respecto al sol, nuestra estrella, pero grande con respecto a la luna. Volvemos al mismo problema del homo sapiens. ¿Es la tierra grande o pequeña?

Ahora imagine cuantas comparaciones se pueden efectuar y cuantos objetos presentarán la misma ambigüedad. ¿Es la galaxia algo grande o algo pequeño?  ¿Es el universo algo grande o algo pequeño? Y para agudizar más la paradoja, se dice que el universo está en expansión, hipótesis corroborada por el astrónomo Edwin Hubble, entonces ¿algo que está creciendo debe considerarse grande o pequeño?

Imagine en su mente un niño entre los seis y los siete años. Ese puede ser usted a esa edad entonces más que imaginar deberá hacer acto de reminiscencia. En ese momento ¿es usted grande o pequeño, un mes después, un año, una década? Si ya es complicado responder a la pregunta de lo que es grande o pequeño suponiendo el sistema estático es decir no en reposo relativo, sino en una no expansión y en una no contracción, imagine la complejidad de la respuesta si el sistema es dinámico en ese sentido.

Pues bien una de las primeras respuestas la venia dilucidando Galileo Galilei por la época ulterior al medioevo, el renacimiento. Galileo estaba trabajando todo el problema de los cuerpos en movimiento y él se dio cuenta que el movimiento es relativo, es decir, que el movimiento depende del observador y con respecto a qué sistema de referencia se especifica dicho movimiento. Al igual que Galileo noto la relatividad del movimiento, científicos de la talla de Max Planck, Albert Einstein y Niels Bohr, comenzaron a notar que las escalas de medida para magnitudes como el espacio y el tiempo también eran al igual que el movimiento, relativas.

Entonces alguien podría decir que no hay certeza alguna cuando decimos que algo es grande o pequeño y en esto se equivoca. Claro que existe un error conceptual para el hombre del siglo XXI cuando en su cotidianidad suelta frases como: “mira ese sujeto tan pequeño” o “¿no te parece que ese avión es bastante grande?”, pues la forma correcta de expresar esa idea atendiendo a la base científica sería: “mira ese sujeto tan pequeño con respecto a nosotros”, por ejemplo, o “¿No te parece que ese avión es bastante grande con respecto al prototipo de los hermanos Wright?”.  Habrá quien argumente que expresado así es un pleonasmo, pues ya se supone el problema de la relatividad en las primeras expresiones, argumento que no comparto, pues incluso a muchas personas aún les cuesta definir qué es lo grande y lo pequeño, y si bien es cierto que atiendo a la navaja de Ockham, me parece necesario sacrificar la economía del lenguaje para poner de manifiesto conceptos importantes de la ciencia moderna.

Invito al lector a que experimente con su grupo social y cuestione a sus colegas y amigos un día cualquiera sobre qué es algo grande y qué es algo pequeño.

En ciencias, particularmente en física, se acostumbra a definir que lo pequeño es aquello que cuando se observa se perturba, y lo grande, por lógica formal lo que no es pequeño. Luego uno puede deducir que lo grande es todo aquello que se observa y no se perturba. Pero, ¿qué significa que algo se perturbe cuando es observado?

Bien aquí valdría la pena citar el principio de incertidumbre deducido según los historiadores por Werner Heisenberg. Este principio fundamental de la mecánica cuántica (expresado aquí de forma grosera y simple)  pone de manifiesto la imposibilidad de conocer simultáneamente observables que caracterizan un estado de un sistema cuántico. Por ejemplo, es imposible conocer la posición y el momento lineal de un sistema cuántico (recuerde que cuando hablamos de observar nos referimos en si al acto de interacción, puede ser también en el ejercicio de una medición en la que un sistema cuántico interactúa con un «objeto clasico» que sería el instrumento de medida), un electrón digamos, puesto que cuando queremos observarlo para determinar su posición un cuanto de luz (elemento necesario para observar) choca con el sistema haciendo que varíe su energía inicial, trasfiriendo energía cinética o de movimiento y así, cambiando el momento lineal del mismo ya que éste último es directamente proporcional a la velocidad. En últimas, el sistema ha cambiado mientras el investigador intenta observarlo, situación altamente bochornosa hasta el punto de lo hilarante, pues se puede concluir que la realidad se modifica cuando se le pretende observar, hecho que en mi opinión personal hace que me replantee lo que entiendo como realidad. Así, llegamos a la conclusión de que lo pequeño es aquello que se perturba al ser observado, sinónimo entonces de lo cuántico y de lo atómico.

Es por tal motivo que me he animado a reflexionar sobre lo grande y pequeño en el cosmos, puesto que cavilar en estos temas ha logrado incluso que cuestione lo que considero real. Una discusión que deberíamos fomentar los académicos, a propósito de la enseñanza de la física en el siglo XXI. Así pues, queda no solo un poco menos oscuro el tema de lo grande y lo pequeño para aquel principiante, sino que también hemos repasado algunos conceptos importantes de la física moderna.

Por último quisiera añadir una idea que he estado madurando, pero de la cual debo recolectar más evidencia, a saber, que en la medida que hablamos de lo grande y lo pequeño en el cosmos, también debemos hablar de las dimensiones, pues a medida que variamos la escala, necesariamente varía también la dimensión. Sin embargo, esta discusión será tema para otro ensayo en el cual pueda yo aportar la evidencia suficiente, por supuesto.

Como el tema ha sido tocante en materia de filosofía, pues hablamos de lo que es real y otros aspectos relativos a ésta, me parece oportuna la máxima de un filósofo cuyo nombre se encuentra extraviado en mi memoria: “Somos todo respecto a la nada, nada respecto al infinito”.