Fragmento de Escritos de mecánica y termodinámica.
De Ludwig Boltzmann.
Mi conferencia de hoy ha sido clasificada bajo la denominación de «matemática aplicada», en tanto que mi actividad como profesor e investigador ha estado dedicada a la física. Esta ciencia ha sido bruscamente dividida en dos campos separados de manera más precisa y nítida que en la organización de las conferencias de este congreso científico; aquí se ha debido dominar una cantidad de material tan considerable, que podría describirse como una gran pleamar, o mejor, para conservar el color local de la descripción, como un Niágara de conferencias científicas. Me refiero a la división entre física teórica y física experimental. Mientras que yo, como representante de la física teórica, he sido incluido en la sección A, correspondiente a la ciencia normativa, la física experimental por el contrario, ha sido situada mucho más atrás, en la sección C, que engloba la ciencia física. Entre ellas están la historia, la lingüística, la literatura, la teoría del arte y la teoría de la religión. Por encima de todas ellas el físico teórico debe tender la mano al físico experimental. No podremos por esto evitar preguntarnos sobre la legitimidad de esta división de la ciencia en general y la física en particular en teórica y experimental.
Escuchemos antes de nada a un investigador llamado I. Kant, perteneciente a una época en la que la ciencia de la naturaleza había dado solamente sus primeros pasos y estaba poco desarrollada. Este exigía que cada ciencia fuera desarrollada a partir de principios unitarios y teorías bien construidas desde un punto de vista lógico. Le parecía que la ciencia natural era una ciencia que cumplía todos los requisitos sólo cuando estaba construida sobre fundamentos matemáticos. De esta manera no contaba la química entre las ciencias de su época, porque sólo poseía fundamentos empíricos, y carecía de un principio regulador único.
Considerada desde este punto de vista, la física teórica se situaría en una ventajosa oposición a la física experimental, ocupando un lugar más elevado en la clasificación. La física experimental tendría únicamente que coleccionar los ladrillos mientras que la labor de la rama teórica sería construir algo con ellos.
Sin embargo, esa jerarquización cambia si tomamos en consideración los éxitos de los últimos decenios, así como los progresos que se esperan para los tiempos venideros. Las conquistas experimentales del siglo pasado llegaron a un término adecuado con el descubrimiento de los rayos Röentgen. A partir de éste, nuestro siglo ha descubierto una verdadera pléyade de nuevas radiaciones con las más enigmáticas propiedades, que afectan profundamente a nuestra visión de la naturaleza. El descubrimiento de tales hechos totalmente nuevos promete para el futuro unos resultados que ya desde el principio parece que son enigmáticos y totalmente opuestos a la visión tradicional. Sin embargo, no es cosa mía discutir aquí estos hallazgos experimentales. Más bien debo dejar a los representantes de la física experimental en este congreso la gratificante tarea de describir todos los frutos que en estos campos de investigación han sido almacenados, por así decirlo, casi diariamente, y aquellos que todavía van a ser descubiertos.
El representante de la física teórica no se encuentra en modo alguno en una situación tan feliz. En este ámbito de investigación también domina actualmente una gran actividad. Casi se podría decir que está produciéndose una revolución. Sólo que los resultados obtenidos en este dominio son poco tangibles en comparación con los del ámbito experimental. Parece totalmente claro que, en cierto sentido, existe una primacía de los experimentos sobre toda teoría. Un hecho inmediato es aplicable directamente. Sus frutos pueden aparecer en un brevísimo lapso de tiempo, como las diversas aplicaciones de los rayos X (Röentgen), o como el uso de las ondas herzianas para la telegrafía sin hilos. Por el contrario, el conflicto entre las teorías es un asunto lento y eterno, y casi parece que determinadas cuestiones polémicas son tan antiguas como la ciencia misma, y que sobrevivirán tanto tiempo como ésta.
Cada hecho comprobado con seguridad permanece inmutable para siempre; a lo más puede ser ampliado, completado, cuando algo nuevo se descubre, pero no puede ser totalmente echado por tierra. Por eso se explica que el desarrollo de la física experimental progrese continuamente, sin realizar nunca saltos repentinos, y que nunca se vea afectada por grandes revoluciones y conmociones. Sólo en contadas ocasiones sucede que se toma como un hecho algo que posteriormente se muestra erróneo, pero también en esos casos se logra pronto la aclaración del error, sin que se ponga en peligro la totalidad del edificio de la ciencia.
Desde luego, se suele afirmar con gran énfasis que también las verdades que se consideran reconocidas como lógicamente necesarias deben continuar siendo inalterables. Pero aunque difícilmente puede dudarse de esto, la experiencia nos muestra que el edificio de nuestras teorías no se construye nunca a base de unas verdades tales fundamentadas de un modo lógico e incontrovertible. Por el contrario, esas construcciones teóricas se componen de imágenes arbitrarias llamadas hipótesis que combinan los fenómenos de muchas maneras.
Sin algo que vaya, aunque sea ligeramente, más allá de lo que se percibe directamente, no existe ninguna teoría, ni tampoco una adecuada descripción de los hechos del mundo natural que sirva para la predicción de hechos futuros. Esto sirve tanto para las teorías antiguas, cuyos dominios de aplicación son actualmente muy discutibles, como para las más modernas que viven en una gran ilusión, si se ven a sí mismas libres de hipótesis.
Desde luego, podemos dejar las hipótesis en un estado de indefinición o incluso mantenerlas en forma de fórmulas matemáticas o en palabras que expresen un pensamiento similar. Entonces, se podría controlar paso a paso la conformidad con lo dado y no sería totalmente imposible que se diera un cambio total en lo que se hubiera construido hasta entonces; algo así sucedería si se comprobase que la ley de conservación de la energía es totalmente falsa. Sin embargo, una revolución tal sería muy rara y tan improbable como inconcebible.
Una teoría que se mantenga indeterminada y poco especializada puede servir como una valiosa guía en experimentos que discurran por caminos ya recorridos y para trabajar detalladamente en conocimientos que ya se han conseguido previamente, pero más allá de esto una teoría de este tipo no es de ninguna utilidad.
Por el contrario, hipótesis que dejen algún lugar a la fantasía y que vayan con atrevimiento más allá de lo que está dado, serán una fuente de inspiración constante para realizar nuevos experimentos, y así se convertirán en guía de descubrimientos totalmente insospechados. Una teoría semejante será, desde luego, objeto de cambio y puede suceder que se venga abajo una estructura teóricamente complicada y sea reemplazada por una nueva y más efectiva, en la que, sin embargo, la vieja teoría siga encontrando un lugar en la estructura de la nueva teoría habitualmente como una imagen de un campo restringido de fenómenos; esto ocurrió, por ejemplo, en las teorías de emisión que describen fenómenos de la catóptrica y dióptrica, en las hipótesis del éter lumínico elástico para representar la interferencia y la difracción, en la teoría de los fluidos eléctricos que describe fenómenos electrostáticos.
Un tipo de revolución tan poderosa parecería que puede afectar incluso a las teorías que se describen a sí mismas con orgullo como libres de hipótesis. Nadie, por ejemplo, dudará que la teoría conocida con el nombre de energética debe cambiar radicalmente su ropaje, en el caso de que siga existiendo en el futuro.
Se ha reprochado a las hipótesis físicas que han producido a veces daños y servido de obstáculo al progreso científico. Este reproche se basa fundamentalmente en el papel que ha jugado la hipótesis de los fluidos eléctricos en el desarrollo de la teoría eléctrica. Wilhelm Weber llevó a esta hipótesis a un alto grado de perfección y el reconocimiento universal que llegó a ganar su trabajo en el ámbito alemán fue, por tanto, un obstáculo para la teoría de Maxwell, de la misma manera que la teoría de la emanación de Newton fue un obstáculo para la teoría ondulatoria. Nadie dudará que tales inconvenientes no podrán evitarse enteramente en el futuro. Se intenta siempre dar a la visión que domina en un momento dado la forma más completa y perfecta visible. Cuando una teoría consistente no encuentra resistencia alguna por parte de la experiencia, da igual que sea una imagen mecánica, una ilustración geométrica o un cuerpo de fórmulas matemáticas. Siempre será posible que surja una nueva teoría que no esté todavía corroborada por la experiencia y que dé razón de un campo de fenómenos más amplio pero desconocido. En este caso, la vieja teoría contará con un mayor número de partidarios hasta que el nuevo ámbito de fenómenos se haga accesible a la experimentación y los experimentos cruciales pongan a la nueva teoría fuera de toda duda. Ciertamente, es útil proponer el ejemplo de la teoría de Weber como una advertencia de que siempre debemos preservar la necesaria flexibilidad mental. Pero esto, por supuesto, no disminuye los méritos de Weber sobre cuya teoría Maxwell siempre habla con la mayor admiración. No puede tomarse este caso como un ejemplo contra la utilidad de las hipótesis, ya que la propia teoría de Maxwell no iba a comenzar menos llena de suposiciones hipotéticas que ninguna otra y sólo después de ser aceptada por los científicos se liberó de tales elementos gracias a científicos como Hertz, Poynting y otros.
Los que se oponían a las hipótesis en física siempre esgrimieron como un reproche que la creación y posterior desarrollo de los diferentes métodos matemáticos para el cálculo de los hipotéticos movimientos moleculares había sido inútil y casi perjudicial. No puedo aceptar esta queja como algo justificado. Si lo fuera, la elección del presente tema estaría igualmente equivocada, y debería aprovechar esta circunstancia para disculparme por haber traído a colación la cuestión, tantas veces tratada, del uso de las hipótesis en física, con la finalidad de justificar tal uso.