Los pollonautas de Dyson

El reciente artículo de Ángel L. Fernández Recuero, La campana de Dios es un operador hermítico, me motivó escribir lo que sigue sobre su admirado Freeman Dyson.

En un país de ciegos un tuerto puede valer para algo, lo cual todos hemos experimentado a menudo, normalmente desempeñando el papel de ciegos. Casi siempre nos ha causado irritación comprobar que el tuerto, además, era miope. Al menos una vez tuve que desempeñar este lamentable rol y fue a cuenta de la Teoría Cuántica de Campos. Esta fue la primera asignatura que me tocó enseñar en el quinto curso de la carrera de Física en la Universidad de Sevilla.  Eso sí, allí solo era cuatrimestral y optativa, y no obligatoria y anual como en Zaragoza, donde yo la cursé.

Con apenas experiencia docente, algo más investigadora y un tremendo batiburrillo mental de la especialidad zaragozana de Física Teórica, llena de apuntes y libros de lo más dispar, condensar el culmen de la fusión de las mayores conquistas de la física en un curso de cuatro meses me parecía un camino directo al psiquiatra. Era la mecánica cuántica relativista extendida, de entrada, a las desintegraciones de las partículas elementales: el estado final se diferenciaba del inicial no solo en su dinámica sino además en su naturaleza. Pero, en mitad del abatimiento, encontré un libro de apenas 200 páginas que me salvó: Introduction to Quantum Field Theory, de F. Mandl. El libro desarrollaba pedagógicamente la Teoría Cuántica de Campos que hizo el magnífico físico Freeman Dyson.

Con esta introducción he querido dejar meridianamente clara mi admiración por él, porque lo que sigue podía inducir a suponer mi menosprecio hacia Dyson.

El valor de aquella formulación de Dyson reside en que antes de ella había dos enfoques de la teoría del mundo cuántico: átomos, núcleos y partículas elementales. Uno, de Julian Schwinger y su colega Shinishiro Tomonaga, que era un fárrago matemático de un rigor indiscutible pero extraordinariamente difícil de asimilar y mucho más manejar. El otro, de Richard Feynman, era una genial manera de aclarar los términos matemáticos de Schwinger y Tomonaga a base de unos diagramas claros e inteligentes. Lo que en gran medida se presenta en el libro de Mandl es la síntesis perfecta de Dyson que hace converger esos dos enfoques. A Schwinger, Tomonaga y Feynman les otorgaron el premio Nobel. A Dyson, no, a pesar de que hizo muchas más cosas meritorias y más variadas que algunos de los anteriores.

Acerquémonos al personaje y sus circunstancias, aunque sea con trazos ligeros.

Dyson nació en Inglaterra, a finales de 1923, descendiente de músicos por parte de padre, el cual fue un notable compositor, George Dyson. Su madre, también de buena familia, era abogada, aunque no ejerció.

Enclenque, narigón, de buena familia y listo, el niño Dyson fue víctima de toda clase de abusos en la escuela. Una manera de evadirse de los pesares es disparando la imaginación hacia la fantasía. Con nueve años, Dyson inició su viaje a la Luna. Su relato lo tituló Sir Phillip Robert’s Erolunar Collision, de traducción obvia y contenido inquietante para la edad del chaval. Un objeto celeste errante llamado Eros —a saber, de dónde había sacado el nombre del dios del amor y el deseo— va derechito hacia la Luna. El héroe es un valiente aventurero, obviamente él, que decide ir a la Luna para ser testigo de excepción del encontronazo. El viaje, con las características técnicas poco más sofisticadas que las descritas por Julio Verne, falló, aunque el héroe no murió quedando solo frustrado. Este delirio infantil tuvo consecuencias futuras. Ya lo veremos

Una política que siguió el Reino Unido durante la maldita guerra mundial que le tocó (sobre) vivir a Freeman —precioso nombre— fue evitar que los jóvenes más brillantes, particularmente en ciencias, fueran al frente y destinarlos a centros estratégicos. La gran capacidad científica del joven Dyson hizo que lo enviaran primero al centro de desarrollo del radar y luego a lo que siempre consideró terrible: la optimización matemática de los bombardeos nocturnos sobre las ciudades alemanas más pobladas. Los submarinos alemanes dominaban el Atlántico y los ingleses, en inferioridad marítima, decidieron contrarrestar aquel hostigamiento con oleadas de bombardeos aéreos. Los completaban los norteamericanos, que bombardeaban de día y ellos, los británicos, de noche.

Dyson entre otras «hazañas» definió matemáticamente la geometría y las concentraciones apropiadas de las formaciones de los aviones, disminuyendo además la eficacia de las baterías antiaéreas desde tierra. Siempre dijo con amargura que su misión en la guerra había sido maximizar el número de civiles muertos bajo las bombas. Aquello le marcó profundamente.

Cuando acabó la guerra, Dyson formó parte de la inmensa oleada de científicos europeos que marcharon a Estados Unidos. Iban fascinados por el formidable empeño que parecía que ese país iba a poner en desarrollar la ciencia.

Con tan grande habilidad matemática como tenía y su carácter apacible, Dyson fue aceptado por los mejores físicos de la época y terminó en el Instituto para Estudios Avanzados de Princeton. Por el carácter afable del menudo y retraído Dyson, puede parecer sorprendente la relación que tuvo con dos de las figuras de allí: a Einstein lo ignoró y a Oppenheimer lo odió. Sí, odio, es lo que dijo a veces Dyson que sentía por el director científico del proyecto Manhattan.

Dyson se hizo un firme pacifista oponiéndose a la guerra de Vietnam y, posteriormente, de manera mucho más activa, manifestándose contra la guerra del Golfo y la invasión de Iraq. Y, por supuesto, participó activamente en la campaña de Obama. ¿Qué diría hoy día sobre Trump si no hubiese muerto en 2020?

Nuestro calmado inglés siempre se consideró socialista más que liberal o del partido demócrata. Aunque, eso sí, era religioso a su aire. Y cuando le dio por lo que le dio, que ya veremos una muestra, casi se adentra en la mística más rara.

A Freeman Dyson le tomé mucha simpatía porque yo seguí una trayectoria parecida a de suya: de físico teórico puro y duro pasó a ser físico nuclear.

Asociado con Teller, un enardecido ultraderechista que tan alejado estaba ideológicamente de él, se adentraron en la ingeniería. Teller era un apestado en el mundillo nuclear, de mentalidad casi generalizadamente progresista. Había atestiguado contra Oppenheimer durante la caza de brujas del pérfido senador McCarthy. Pero también era un magnífico físico y un ingeniero imaginativo.

El primer proyecto que afrontaron Dyson y Teller fue el de pequeños reactores a instalar en los hospitales para la producción de isótopos radiactivos de usos médicos. La idea no era mala, pero los aceleradores de protones e incluso los reactores en centros apartados y con un transporte apropiado, como se hace hoy día, se demostró pronto que era un sistema más eficiente.

El mundo quedó perplejo el 4 de octubre de 1957 cuando los soviéticos pusieron en órbita de la Tierra el primer satélite artificial: el Sputnik 1. Era su aportación al Año Geofísico Internacional organizado por las Naciones Unidas. Por supuesto, se trataba de estudiar la Tierra desde un punto de vista —nunca mejor dicho— original.

¿Esta simpleza asustó al mundo y disparó la imaginación hasta soñar con la conquista del espacio sideral? Pues sí y con razón. De entrada, quien es capaz de poner en órbita un chisme de algo más de ochenta kilos, que apenas emitía unos pitidos, es capaz de hacer orbitar cualquier cosa. Por ejemplo, una bomba atómica y dejarla caer donde les apeteciera.

¿Qué iba a hacer un físico extraordinario como Dyson que ya había dado muestras en su infancia de su tendencia a fantasear? Unirse al proyecto Orión: una nave cuyo mecanismo principal era un dispensador de pequeñas bombas atómicas y en cuya base tenía un disco envuelto de un material que se suele llamar de «sacrificio». Para el dispensador acudieron a la Coca Cola, porque tenía que ser algo parecido a sus nuevas máquinas que despachaban latas y botellas de refresco en todos los bares y oficinas del país.

El artefacto lanzaba hacia atrás una bomba atómica de las docenas y docenas que llevaba a bordo. Explotaba detrás a unos treinta metros. La explosión no solo impulsaba la nave, sino que convertía en plasma la fina capa de material apropiado del disco. Este plasma, electrones desacoplados de sus átomos y los iones resultantes, impulsaba de manera aún más decidida el aparato hasta la siguiente explosión nuclear. La placa estaba formada por varios discos desechables que harían de propelente.

La idea era fantástica, porque sin duda funcionaba y la espeluznante velocidad que podría alcanzar una nave de doce toneladas con una placa de diez metros de diámetro y con unas 50 o 60 bombas de baja potencia, era inimaginable con combustiones químicas y le permitiría explorar… ¡todo el sistema solar!

Naturalmente, se empezaron a poner objeciones y a manifestar dudas. La mayoría de los problemas técnicos se fueron solucionando, incluido cómo iban a sobrevivir los astronautas a semejante traqueteo, pero hubo uno insalvable: ¿se permitiría explosionar en el despegue y hasta salir de la atmósfera a decenas de bombas atómicas?

Hubo algo positivo en aquel delirio: se prohibieron no esas, sino todas las pruebas nucleares en la atmósfera. Por si acaso. Solo se permitirían las subterráneas.

Nada de desanimarse con los viajes espaciales, así que vamos ya a por el pollonauta de Dyson.

Muchos físicos se han adentrado en el terreno de la biología, recuérdese a Schrödinger y su delicioso What is life? tan elogiado por todos los biólogos moleculares, particularmente los genetistas. Más éxito tuvo aún Francis Crick, físico que recibió el premio Nobel de Medicina por sus contribuciones al desentrañamiento de la estructura del ADN.

Dyson también incursionó a esos terrenos con un éxito… digamos discreto por no decir nulo. Se adentró nada menos que en el origen de la vida, en la neurociencia buscando una inteligencia eterna, en el diseño de plantas con ingeniería genética adaptadas para crecer en asteroides que les sirvieran de naves espaciales limpias y un largo etcétera. Este sinfín de ideas nutrió la fantasía de los escritores de ciencia ficción y motivaron amplias sonrisas en los biólogos. No eran estúpidas, simplemente inviables, salvo una de ellas, la aparentemente más excéntrica.

Autómata es una palabra, de origen tanto latino como griego, que simplemente significa que obra por sí mismo. Desde la antigüedad se han fabricado artefactos, más como juguetes que otra cosa, con mecanismos más o menos sofisticados que imitaban los movimientos de los seres animados, normalmente ciertos animales o, mejor, personas. Modernamente, y con toda lógica, aparte de la literatura de ciencia ficción, los automatismos primero y los autómatas después entraron a formar parte de la ciencia y la tecnología: teoría de la computación, inteligencia artificial, robots industriales o recreativos, etcétera.

Dyson, con sus tendencias polifacéticas y heterodoxas —y libres—no podía quedar al margen del desarrollo de los autómatas de la segunda mitad del siglo XX. Seguramente frustrado por el abandono del proyecto Orión, se fue al otro extremo: en lugar de una tremenda nave espacial impulsada por energía nuclear y el plasma más ardiente, ideó una de menos de un kilo.

Personalmente, creo que en la exploración espacial han aportado muchísimo más conocimiento científico las máquinas que los astronautas. Aún más, creo que estos tienen poco futuro, porque sabemos que no hay dónde ir ya que la tecnología no permite alejarnos mucho, no hay cuerpo que lo aguante, ni objetivo cercano que aporte ciencia nueva ni, mucho menos, sitio que merezca la pena visitar. Lo mejor que sabemos de nuestro sistema solar nos lo han proporcionado dos pequeñas naves, las Voyager I y II, que ya están en el auténtico espacio interestelar. Aún recibimos datos de ellas casi cincuenta años después de sus lanzamientos.

La propuesta de Dyson iba en el sentido anterior: nada de astronautas sino pequeñas máquinas muy curiosas. Habían de ser un producto de la fusión de la biología, la inteligencia artificial y la microelectrónica. Los materiales que los compusieran, lógicamente, también integraban componentes orgánicos, metálicos y electrónicos. Uno o muchos cohetes dispersarían por ahí tantos artefactitos de estos como permitiera el presupuesto. O las necesidades, que esa es otra, porque Dyson siempre estuvo preocupado por la extinción o, más probablemente, la autoinmolación de la humanidad.

Cuando un artefacto de esos se aproximara a un cometa, satélite o planeta, recogería material del que siempre hay en torno a ellos, a veces concentrados en forma de anillos, y le serviría de nutriente. Al tomar tierra, se desplegaría un panelito solar que captaría energía de la estrella cercana. Alimentaría una pequeña batería iónica o radiactiva que le suministraría energía a sus mecanismos y el miniordenador de a bordo. Cuando todo estuviera a punto, se entraría en la fase de replicación, que para eso servía el componente biológico. Los pequeños artefactos se multiplicarían sin cesar.

En una conferencia que dio Dyson en Adelaida, Australia, algún gracioso del público en el turno de preguntas dijo que, si al aterrizar adquiría forma ovalada y al eclosionar daba otro artefacto, bien se le podía llamar astrochicken es decir astropollo o, como personalmente me gusta más, pollonauta. A Dyson, lejos de ofenderse, le hizo gracia y con ese nombre se quedó.

La verdad es que hubiese sido más apropiado llamarle escarabajo bombardero o, mejor, astrobeatle, en honor de la excelsa banda de música —«beetle», escarabajo, y «beatle» suenan casi igual en inglés—, por lo siguiente. Estos bichos son duros como la piedra, se defienden de manera eficacísima, son listísimos y se desplazan dando unos saltos prodigiosos. Además, resisten la radiación como el mejor de los insectos. Un pollo como explorador no está ni de lejos a la altura de un escarabajo.

Hoy día se especula con enviar a Marte un enjambre de bichos robóticos pequeños y resistentes que sigan las pautas marcadas por los pollonautas de Dyson y transportados por un pequeño proyectil tipo Orión impulsado por minibombas nucleares. Muy descabellado no parece, si se compara con un descomunal cohete que impulse inicialmente la nave que traslade hasta allí a unos astronautas que, tras seis meses recibiendo grandes dosis de radiactividad, lleguen exhaustos y deseando regresar. Para colmo, sin haber descubierto nada más interesante de lo que han encontrado los artefactos no tripulados que llevan décadas deambulando por allí. Sí, según Dyson el futuro de la humanidad es aciago pero el de nuestros descendientes y herederos, los pollonautas, puede ser espléndido váyase a saber dónde.

En otra ocasión quizás lleguemos a la Esfera de Dyson, el verdadero delirio, perdón, experimento imaginado por nuestro ínclito y simpático Freeman Dyson.